一种掺杂金属氧化物的负极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:44500742 阅读:33 留言:0更新日期:2025-03-04 18:09
本发明专利技术公开了一种掺杂金属氧化物的负极材料及其制备方法和应用。本发明专利技术将多孔碳原料、含金属盐的溶液混合,然后过滤、热处理,得到含有金属氧化物的多孔碳复合材料。本发明专利技术中,氧化物不与电池正极材料冲突,并且在多孔碳中成功掺杂了金属氧化物,可以提高多孔碳材料的整体导电性,增强电子的传输效率;另外可以增强电极材料的耐高温特性,使其更能承受硅颗粒的体积变化的同时,更加适应极端环境下的应用场景,从而延长电池的循环寿命。本发明专利技术提出一种掺杂过渡金属氧化物的多孔碳的制备方法及应用,目的在于解决现有多孔碳基体所存在的缺陷,可实现结构更稳定、耐高温且电化学性能更优异的硅碳负极材料制备和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池材料领域,尤其是涉及一种负极材料的制备和应用。


技术介绍

1、随着能源需求的不断增长和便携式电子设备的广泛应用,锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和安全性等优势,已成为主要的储能装置。然而,传统的锂离子电池负极材料(如石墨)在能量密度方面已接近其理论极限,难以满足日益增长的能量需求。因此,寻找和开发新型负极材料成为当前锂离子电池研究的重要方向。

2、硅基负极材料因其具有超高的理论比容量(约4200 mah/g),远超石墨(372 mah/g),在提升锂离子电池能量密度方面展现出巨大的潜力。然而,硅在充放电过程中会经历显著的体积膨胀和收缩,最高可达300%以上,导致电极材料的结构破坏、界面不稳定和循环寿命的快速衰减。这些问题严重限制了硅基负极材料在实际应用中的推广。

3、为了克服硅的体积膨胀问题,目前广泛采用硅碳复合材料的策略,即通过在多孔碳基体上沉积硅颗粒,形成硅碳复合负极材料。多孔碳作为基体材料,具有高比表面积、良好的导电性和较大的孔隙率,能够在一定程度上缓冲硅的体积膨胀,并为锂离子的嵌入和脱嵌提供有效的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种掺杂金属氧化物的负极材料,其特征在于,包括含有金属氧化物的多孔碳复合材料。

2.根据权利要求1所述掺杂金属氧化物的负极材料,其特征在于,所述掺杂金属氧化物的负极材料为硅碳负极材料。

3.根据权利要求2所述掺杂金属氧化物的负极材料,其特征在于,所述掺杂金属氧化物的负极材料为核壳结构。

4.权利要求1所述掺杂金属氧化物的负极材料用含有金属氧化物的多孔碳复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤,将多孔碳原料、含金属盐的溶液混合,然后过滤、热处理,得到含有金属氧化物的多孔碳复合材料。

5.权利要求2所述掺杂金属氧化物的负极材料的制备方法...

【技术特征摘要】

1.一种掺杂金属氧化物的负极材料,其特征在于,包括含有金属氧化物的多孔碳复合材料。

2.根据权利要求1所述掺杂金属氧化物的负极材料,其特征在于,所述掺杂金属氧化物的负极材料为硅碳负极材料。

3.根据权利要求2所述掺杂金属氧化物的负极材料,其特征在于,所述掺杂金属氧化物的负极材料为核壳结构。

4.权利要求1所述掺杂金属氧化物的负极材料用含有金属氧化物的多孔碳复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤,将多孔碳原料、含金属盐的溶液混合,然后过滤、热处理,得到含有金属氧化物的多孔碳复合材料。

5.权利要求2所述掺杂金属氧化物的负极材料的制备方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:康伟刘柏男罗飞杨伟
申请(专利权)人:溧阳天目先导电池材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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