一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法，通过在硅碳颗粒上包覆高弹性聚合物，随后与高离子电导率材料复合的方法，制备出具有高机械强度、良好离子电导率并可抑制自身循环膨胀粉化的硅碳负极。本发明专利技术制备的硅碳负极具有常温下工艺简单、高机械性能、高离子电导率以及高电化学稳定性等优点。弥补了其他方法需要多级造孔、设备昂贵、工序复杂、高机械性能与高电化学性能不可兼得的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源、锂电池，具体涉及一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法。

技术介绍

1、硅负极的比能量为4200mah/g，远高于目前常用的石墨负极(372mah/g)，是下一代锂离子电池负极材料的最佳选择。然而硅负极在循环过程中会出现严重的体积膨胀现象，导致其结构逐渐崩塌粉化以及固体电解质界面(solid electrolyte interphase，sei)膜反复形成，造成活性锂离子的不可逆消耗和容量的快速衰减，从而使得电池的库伦效率和循环寿命降低。科研工作者已开发出了多种方法用来抵抑制硅负极的膨胀粉化问题。例如：开发无定形多孔硅的方法。在嵌锂过程中,该无定形多孔硅各向同性地膨胀,有利于缓解体积变化导致的颗粒粉化脱落,避免多孔结构的塌陷,有效地延长无定形多孔硅的嵌锂循环寿命(cn 102969488a)；利用高能球磨的方法将纳米硅与二维层状结构的mxene相结合,并设计多孔网络的壳核结构,可有效缓冲纳米硅颗粒充放电过程中的体积膨胀,阻止了电解液与硅界面的直接接触,进而协同提高锂离子电池的比容量和循环稳定性(cn109346681a)；开发硅碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法，其特征在于：所述的硅碳材料粒径为7-10μm，硅含量为44％-48％，克容量为1780-1900mAh/g。

3.根据权利要求1所述的一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法，其特征在于：所述步骤S1的分散方式是搅拌和/或超声。

4.根据权利要求1所述的一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法，其特征在于：所述的高弹性聚合物乳液是天然橡胶乳液、氯丁橡胶胶乳、丁苯橡胶乳液、顺丁橡胶乳液、硅橡胶乳液的一种或几种...

【技术特征摘要】

1.一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法，其特征在于：所述的硅碳材料粒径为7-10μm，硅含量为44％-48％，克容量为1780-1900mah/g。

3.根据权利要求1所述的一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法，其特征在于：所述步骤s1的分散方式是搅拌和/或超声。

4.根据权利要求1所述的一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法，其特征在于：所述的高弹性聚合物乳液是天然橡胶乳液、氯丁橡胶胶乳、丁苯橡胶乳液、顺丁橡胶乳液、硅橡胶乳液的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种抑制硅碳负极循环膨胀粉化的材料制备方法，其特征在于：所述的导电剂是乙炔黑、碳纳米管、石墨烯的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种抑制硅碳负...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕鹏飞，杨明玉，霍天隆，安宏博，孙晓宾，潘美泽，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：