硅碳负极材料及其制备方法、应用技术

技术编号:43720003 阅读:35 留言:0更新日期:2024-12-20 12:49
本发明专利技术提供了一种硅碳负极材料及其制备方法、应用,涉及电极材料的技术领域,该硅碳负极材料包括多孔碳和分散于该多孔碳上的纳米硅;多孔碳包括热裂解碳和分散于该热裂解碳内的长程碳纳米管;其中,长程碳纳米管在硅碳负极材料中的占比为0.1wt%~5wt%;长程碳纳米管的长度为2μm~20μm,直径为1nm~100nm。本发明专利技术解决了现有技术中锂离子电池能量密度低、循环性能差的技术问题,达到了充电体积膨胀低、首次可逆容量高、首次效率高,以及循环寿命长的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电极材料的,尤其是涉及一种硅碳负极材料及其制备方法、应用


技术介绍

1、随着消费类电子产品、新能源汽车和电动飞行器的发展,对高能量密度和快充电极材料的需求越来越迫切。目前,商用石墨负极材料已逼近其理论克容量372ma·h/g。硅材料则具有高达4200ma·h/g的理论克容量,在室温下合金化形成li15si4,其克容量可达到3579ma·h/g。因此,将硅材料应用于电池负极,有利于大幅提高电池的能量密度。

2、然而,硅材料在具有高克容量的同时也伴随着巨大的充电体积膨胀,过大的体积膨胀容易导致颗粒破裂,导致负极容量迅速衰减,造成大幅降低电池的循环性能;此外,硅作为半导体材料,具有较大的阻抗,低膨胀长循环充放电过程时容易产生较大极化,限制了其在终端产品的应用。

3、现有技术中依靠硅烷的气相裂解沉积,虽然能够获得尺寸较为极限的纳米硅颗粒,但是相比于石墨,其仍然具有较大的体积膨胀,这限制了在石墨中的掺混比例,从而导致难以有效提高电池的能量密度。

4、有鉴于此,特提出本专利技术。


技术实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅碳负极材料,其特征在于,包括多孔碳和分散于所述多孔碳上的纳米硅;

2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅碳负极材料的平均粒径D50为0.5μm~15μm;

3.根据权利要求1或2所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅碳负极材料的电阻率为10mΩ·cm~1000mΩ·cm。

4.根据权利要求1或2所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述纳米硅的晶粒尺寸<2nm;

5.一种权利要求1-4任一项所述的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述纳米硅沉积...

【技术特征摘要】

1.一种硅碳负极材料,其特征在于,包括多孔碳和分散于所述多孔碳上的纳米硅;

2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅碳负极材料的平均粒径d50为0.5μm~15μm;

3.根据权利要求1或2所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅碳负极材料的电阻率为10mω·cm~1000mω·cm。

4.根据权利要求1或2所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述纳米硅的晶粒尺寸<2nm;

5.一种权利要求1-4任一项所述的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

...

【专利技术属性】
技术研发人员:梅海龙胡亮陈厚富邝群峰
申请(专利权)人:赣州立探新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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