一种硅碳负极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:43861200 阅读:18 留言:0更新日期:2024-12-31 18:49
本发明专利技术涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种硅碳负极材料及其制备方法和应用。一种硅碳负极材料,包括碳基体、纳米硅颗粒和掺杂元素,所述纳米硅颗粒均匀镶嵌于所述碳基体之中,所述掺杂元素掺杂于所述碳基体之中,所述掺杂元素包括氟元素和磷元素。本发明专利技术的硅碳负极材料具有良好的均匀性,纳米硅颗粒均匀镶嵌在球形碳基体之中,碳基体可有效缓解硅颗粒在嵌/脱锂过程中的体积膨胀,从而提高电池的循环性能;碳基体中掺杂氟、磷元素,可提高硅碳负极材料的电子/离子电导率,从而提高电池的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池,具体而言,涉及一种硅碳负极材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、锂离子电池是一种在数码产品、电动汽车、储能电站等方面广泛应用的电源装置。近年来随着电动汽车的高速发展,人们对于更高续航里程的需求日益迫切,提升续航的一种有效方法是提高锂离子电池的能量密度。为此,需要使用具有更高比容量的电极材料。目前市场上绝大部分的锂电池都采用石墨作为负极,其理论嵌锂容量为372mah/g,随着石墨生产工艺的进步,现有石墨产品的实际比容量已经趋近于理论值。硅是一种具有极高嵌锂容量的负极材料(3579mah/g),为了突破石墨产品理论能量密度的限制,大量研究人员开始着手开发可商用的硅基材料。

2、硅基材料的主要问题在于其较差的电子导电性和嵌/脱锂过程中巨大的体积变化,为了解决以上问题,纳米硅碳材料应运而生。目前,纳米硅碳的制备方法可以分为固相法和气相法。固相法首先将硅颗粒研磨至纳米级,随后通过喷雾干燥将其嵌入天然石墨的片层间,再使用沥青等碳源对其进行碳包覆。气相法以多孔碳作为基体,以四氢化硅作为硅源,首先通过化学气相沉积法在多孔碳的孔道中沉积纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅碳负极材料,其特征在于,包括碳基体、纳米硅颗粒和掺杂元素,所述纳米硅颗粒均匀镶嵌于所述碳基体之中,所述掺杂元素掺杂于所述碳基体之中,所述掺杂元素包括氟元素和磷元素。

2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述纳米硅颗粒的质量占所述硅碳负极材料的质量的20%~60%,所述氟元素的质量占所述硅碳负极材料的质量的0.2%~0.8%,所述磷元素的质量占所述硅碳负极材料的质量的0.5%~2%。

3.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形状包括球状;

4.一种硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:...

【技术特征摘要】

1.一种硅碳负极材料,其特征在于,包括碳基体、纳米硅颗粒和掺杂元素,所述纳米硅颗粒均匀镶嵌于所述碳基体之中,所述掺杂元素掺杂于所述碳基体之中,所述掺杂元素包括氟元素和磷元素。

2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述纳米硅颗粒的质量占所述硅碳负极材料的质量的20%~60%,所述氟元素的质量占所述硅碳负极材料的质量的0.2%~0.8%,所述磷元素的质量占所述硅碳负极材料的质量的0.5%~2%。

3.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形状包括球状;

4.一种硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张家民石永倩赵晓锋盛杰
申请(专利权)人:蜂巢能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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