一种硅/掺杂硅多孔纳米片的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅/掺杂硅多孔纳米片的制备方法，包括如下步骤：(1)将硅酸钠溶液和铵盐溶液混合，反应后得到溶胶；(2)将溶胶进行透析，然后将除去杂质离子的溶胶冷冻干燥得到气溶胶；(3)将气溶胶与镁粉混合，混匀后进行镁热处理，镁热处理后产物经酸洗涤、干燥得到硅/掺杂硅多孔纳米片。本发明专利技术方法能够高效、低成本的制备得到硅/掺杂硅多孔纳米片，且制得的硅/掺杂硅多孔纳米片作为锂离子电池负极材料应用时，具有良好的电化学性能和优异的循环稳定性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硅/掺杂硅多孔纳米片的制备方法。

技术介绍

1、硅具有理论比容量高、储量丰富及放电平台低的优势，被认为是新一代高能量密度锂离子电池负极材料的理想选择。然而，硅负极材料也存在着一些亟待解决的本征问题，包括脱嵌锂过程中巨大的体积变化(～300％)以及极低的本征电导率(10-3s/cm)和锂离子扩散系数(10-14～10-13cm2/s)等，严重阻碍了硅负极材料的商业化应用。

2、纳米多孔片状结构可以有效缓冲硅负极在脱嵌锂过程中的体积膨胀。由纳米颗粒互连而成的片状组装体具有良好的机械和结构稳定性，在充放电过程中有利于抑制结构恶化与材料粉化；并且，丰富的纳米孔洞能够提供充足的空间来容纳硅纳米颗粒的体积膨胀，缓解硅材料在合金/去合金化过程中由于体积形变产生的机械应力。同时，多孔纳米片状材料还可以提供快速的电子/离子混合传输通道。其中，多孔片状结构能缩短锂离子传输路径，加快电解液渗透与锂离子扩散，硅纳米颗粒间的互连结构有利于电子快速传输。因此，二维多孔硅纳米片负极材料有望克服脱嵌锂过程中体积形变大、电荷传输能力差的本征问题。

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【技术保护点】

1.一种硅/掺杂硅多孔纳米片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，当制备硅多孔纳米片时，所述铵盐为硫酸铵、硝酸铵或氯化铵中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，当制备掺杂硅多孔纳米片时，所述铵盐为磷酸二氢铵和/或五硼酸铵。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述硅酸钠溶液中，硅酸钠浓度为0.05～1.00mol/L；所述铵盐溶液中，铵盐浓度为0.05～1.00mol/L。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：...

【技术特征摘要】

1.一种硅/掺杂硅多孔纳米片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，当制备硅多孔纳米片时，所述铵盐为硫酸铵、硝酸铵或氯化铵中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，当制备掺杂硅多孔纳米片时，所述铵盐为磷酸二氢铵和/或五硼酸铵。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述硅酸钠溶液中，硅酸钠浓度为0.05～1.00mol/l；所述铵盐溶液中，铵盐浓度为0.05～1.00mol/l。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴平，黄天溢，袁婉怡，陈悦欣，曹鑫，唐亚文，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：