一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法技术

技术编号:43723911 阅读:20 留言:0更新日期:2024-12-20 12:51
本发明专利技术公开了一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法,涉及复合硅负极材料制备技术领域,所述方法通过将金属有机物催化剂和助催化剂的蒸汽与碳源气、气相硅烷混合,在高温等离子体作用下裂解并生长成单壁碳纳米管和纳米硅颗粒复合物,进而经过酸洗提纯获得所述单壁碳纳米管复合硅负极材料。该方法采用高温等离子体电弧作为热源,使硅源快速通过等离子电弧火焰,具有高效快速且温度梯度大的特点,有利于形成均匀纳米尺度的硅颗粒;在实现单壁碳纳米管生长与硅纳米颗粒裂解生长同时进行,有利于硅纳米颗粒在单壁碳纳米管骨架中的均匀弥散分布,有效束缚后续充放电应用时产生的体积膨胀,避免颗粒崩塌,形成高效稳定的导电网络。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅碳负极材料的制备,具体提供一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法


技术介绍

1、硅基负极材料以其巨大的理论比容量和储量丰富的特点,成为目前锂离子电池的研究热点。硅的理论容量高达4200mah/g,是传统石墨的10倍以上,使硅成为下一代锂离子电池负极材料的强有力候选者。但是硅在嵌锂的过程中会产生高达300%的体积膨胀,多次循环之后将严重破坏电池导电网络,致使其循环稳定性非常差,同时严重影响电池的安全稳定性,是制约硅基负极材料大规模应用的关键因素。通过颗粒纳米化、包碳和嵌入多孔碳骨架的方法是当前解决硅基负极材料不足的主流思路。

2、中国专利技术专利cn201210169022.1专利技术了一种锂离子电池硅碳复合负极材料制备方法,将纳米充分研磨的硅分散液加入到石墨分散液中,利用阴阳离子电荷吸附方法将硅原子分散在石墨原子核上,热处理后获得硅碳负极材料。

3、中国专利技术专利cn201010191897.2提出了一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法,将酚单体和醛单体放入溶剂中进行水解合成高比面积多孔前驱体,再放入纳米硅粉,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法,其特征在于,所述方法通过将金属有机物催化剂和助催化剂的蒸汽与碳源气、气相硅烷混合,在高温等离子体作用下裂解并生长成单壁碳纳米管和纳米硅颗粒复合物,进而经过酸洗提纯获得所述单壁碳纳米管复合硅负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法,其特征在于,所述方法的实现过程包括步骤如下:

3.根据权利要求2所述的一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法,其特征在于,所述S1)中有机金属催化剂是二茂铁、二茂镍、二茂钴、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮钴、羰基铁任意一种或任意两种以上任意混合比例的混合...

【技术特征摘要】

1.一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法,其特征在于,所述方法通过将金属有机物催化剂和助催化剂的蒸汽与碳源气、气相硅烷混合,在高温等离子体作用下裂解并生长成单壁碳纳米管和纳米硅颗粒复合物,进而经过酸洗提纯获得所述单壁碳纳米管复合硅负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法,其特征在于,所述方法的实现过程包括步骤如下:

3.根据权利要求2所述的一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法,其特征在于,所述s1)中有机金属催化剂是二茂铁、二茂镍、二茂钴、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮钴、羰基铁任意一种或任意两种以上任意混合比例的混合物。

4.根据权利要求2或3所述的一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法,其特征在于,所述助催化剂是硫粉、硒粉、噻吩、二硫化碳任意一种或任意两种以上任意混合比例的混合物。

5.根据权利要求4所述的一种单壁碳纳米管复合硅负极材料的制备方法,其特征在于,其中有机金属催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈名海赵屹坤孙宝强邓炜赵飞
申请(专利权)人:青岛超瑞纳米新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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