一种复合多孔碳材料及其制备方法、应用技术

技术编号:43468774 阅读:20 留言:0更新日期:2024-11-27 13:06
本发明专利技术公开了一种复合多孔碳材料,在多孔碳材料表面包覆有碳层,在多孔碳材料内部均匀分布有硅@石墨烯复合材料;其中,硅@石墨烯复合材料中,硅被石墨烯层包覆,并且硅与石墨烯层之间存在空腔。本发明专利技术还公开了上述复合多孔碳材料的制备方法,包括如下步骤:将pH=4‑4.5的聚乙烯亚胺水溶液与纳米硅混匀,进行反应,固液分离,得到中间体1;将中间体1与氧化石墨烯分散液混匀,静电组装,固液分离,得到中间体2;将中间体2、焦源、粘结剂混匀造粒,碳化得到中间体3;在中间体3表面气相沉积碳层得到复合多孔碳材料。本发明专利技术还公开了上述复合多孔碳材料在负极材料中的应用。本发明专利技术兼顾容量与充放电速率,且结构稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池,尤其涉及一种复合多孔碳材料及其制备方法、应用


技术介绍

1、作为新能源时代的主要能源载体,锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应等优点,作为动力电源主要应用在纯电动汽车、插电式电动汽车以及其他混合动力汽车上,也是手机、笔记本电脑等消费级电子器材主要的储能元件。同时,传统的锂离子电池也具有充电速度较慢的特点,这样就给纯电动汽车、手机等电子电器的使用带来不便。为了应对这种不变,提高锂离子电池的充电速度,快速充电方法日渐成为人们的关注焦点。

2、传统的锂离子电池的主要结构包括:正极、负极、隔膜、电解液,对锂离子电池性能的影响因素中,除正极材料之外,那就是负极材料,能否制备出具有高性能快充快放的负极材料直接决定电池的性能。一般情况下,高性能负极材料应满足在充放电时具有高度可逆嵌入反应中自由能变化小的特点,锂离子在负极材料中自由扩散系数高,电导率高,热力学性质稳定的特点。目前,负极材料的研究工作主要集中在各种碳材料上,但是现有碳材料难以满足日益增长的高能量和高功率密度电池的要求。因此,提供一种可以兼顾快速本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合多孔碳材料,其特征在于,在多孔碳材料表面包覆有碳层,在多孔碳材料内部均匀分布有硅@石墨烯复合材料;其中,硅@石墨烯复合材料中,硅被石墨烯层包覆,并且硅与石墨烯层之间存在空腔。

2.根据权利要求1所述复合多孔碳材料,其特征在于,石墨烯层与多孔碳材料紧密结合;优选地,硅@石墨烯复合材料中的硅为纳米硅。

3.一种如权利要求1或2所述复合多孔碳材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将pH=4-4.5的聚乙烯亚胺水溶液与纳米硅混匀,进行反应,固液分离,得到中间体1;将中间体1与氧化石墨烯分散液混匀,静电组装,固液分离,得到中间体2;将中间体2、焦源、粘结剂混...

【技术特征摘要】

1.一种复合多孔碳材料,其特征在于,在多孔碳材料表面包覆有碳层,在多孔碳材料内部均匀分布有硅@石墨烯复合材料;其中,硅@石墨烯复合材料中,硅被石墨烯层包覆,并且硅与石墨烯层之间存在空腔。

2.根据权利要求1所述复合多孔碳材料,其特征在于,石墨烯层与多孔碳材料紧密结合;优选地,硅@石墨烯复合材料中的硅为纳米硅。

3.一种如权利要求1或2所述复合多孔碳材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将ph=4-4.5的聚乙烯亚胺水溶液与纳米硅混匀,进行反应,固液分离,得到中间体1;将中间体1与氧化石墨烯分散液混匀,静电组装,固液分离,得到中间体2;将中间体2、焦源、粘结剂混匀造粒,碳化得到中间体3;在中间体3表面气相沉积碳层得到复合多孔碳材料。

4.根据权利要求3所述复合多孔碳材料的制备方法,其特征在于,焦源为针状焦、石油焦中的至少一种;优选地,焦源的d50为1-8μm。

5.根据权利要求3或4所述复合多孔碳材料的制备方法,其特征在于,聚乙烯亚胺与纳米硅的重量比为6-8:1;优选地,于室温反应50-60min;优选地,氧化石墨烯分散液为质量分数为1-...

【专利技术属性】
技术研发人员:程龙何慧娟李业松刘超黄升政
申请(专利权)人:合肥国轩新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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