一种纳米硅填充微晶石墨负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米硅填充微晶石墨负极材料及其制备方法和应用。所述纳米硅填充微晶石墨负极材料的制备包括以微晶石墨作为基体材料，采用梯度升温法将硅烷沉积在微晶石墨的片层之间得到纳米硅填充微晶石墨复合材料；最后，通过碳源包覆碳化，在所述纳米硅填充微晶石墨复合材料的表面形成具有多孔结构的纳米硅填充微晶石墨负极材料。本发明专利技术提供的具有核壳结构的纳米硅填充微晶石墨负极材料，内核为纳米硅填充微晶石墨形成的硅‑石墨复合材料，纳米硅颗粒填充在微晶石墨的晶粒的表面和间隙中，纳米硅在充放电过程中体积膨胀被微晶石墨基体材料抑制，尤其地，微晶石墨的由于结构取向不一，可以抵消应力作用材料体积膨胀进一步被抑制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池负极材料，具体涉及一种纳米硅填充微晶石墨负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂离子电池作为一种储能器件，广泛应用在各个领域中，如电子产品、储能基站、电动汽车等，是目前应用最为广泛的储能器件。然而，随着社会的发展和科学技术的不断革新，人们对锂离子电池的储能性能要求越来越高，迫切希望锂离子电池具有更高的能量密度和更长的寿命。

2、硅用作锂离子电池负极材料可与锂离子结合得到理论比容量(4200mah·g-1)最大的负极材料，远超传统的石墨(372mah·g-1)负极材料十倍以上，因此用硅作为负极材料，能大幅度提高锂离子电池的能量密度。此外，硅的充电平台比石墨稍高，析锂的可能性较小，安全性优于石墨。更重要的是，硅是地壳中丰度最高的元素之一，来源广泛，价格低廉。因此，硅负极材料在锂离子动力电池领域具有广阔的应用前景。然而，硅负极在充电时由于硅锂合金化所引起的体积膨胀率高达400％，极易导致硅负极的开裂与粉化，使电池内阻迅速增大。此外，硅负极的连续胀缩引起固体电解质界面膜(sei膜)频繁地破坏与重建，大量消耗锂离子和电解质，电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纳米硅填充微晶石墨负极材料的制备方法，其特征在于，以微晶石墨作为基体材料，采用梯度升温法将硅烷沉积在微晶石墨的晶粒之间，得到纳米硅填充微晶石墨复合材料；最后，通过碳源包覆在所述纳米硅填充微晶石墨复合材料的表面并进行碳化，在所述纳米硅填充微晶石墨复合材料的表面形成多孔结构，进而形成具有核壳结构的纳米硅填充微晶石墨负极材料。

2.根据权利要求1所述的纳米硅填充微晶石墨负极材料的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的纳米硅填充微晶石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述第一阶段中，所述高压条件包括压力大小为3.3～3.8MPa；p>

4.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种纳米硅填充微晶石墨负极材料的制备方法，其特征在于，以微晶石墨作为基体材料，采用梯度升温法将硅烷沉积在微晶石墨的晶粒之间，得到纳米硅填充微晶石墨复合材料；最后，通过碳源包覆在所述纳米硅填充微晶石墨复合材料的表面并进行碳化，在所述纳米硅填充微晶石墨复合材料的表面形成多孔结构，进而形成具有核壳结构的纳米硅填充微晶石墨负极材料。

2.根据权利要求1所述的纳米硅填充微晶石墨负极材料的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的纳米硅填充微晶石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述第一阶段中，所述高压条件包括压力大小为3.3～3.8mpa；

4.根据权利要求1所述的纳米硅填充微晶石墨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所述的纳米硅填充微晶石墨负极材料的制备方法，其特征在于，s1中，微晶石墨颗粒的碳含量≥99.5％，d50＝8～18μm，振实...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨尚泽，魏沁，向富维，李子坤，黄友元，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：