一种用于电池的氮掺杂的硅碳负极材料及其制备方法技术

技术编号:44778819 阅读:21 留言:0更新日期:2025-03-26 12:57
本发明专利技术公开一种用于电池的硅碳负极材料及其制备方法,该硅碳负极材料包括氮掺杂的多孔石墨烯基体、氮掺杂的纳米硅颗粒以及碳包覆层;所述氮掺杂的纳米硅颗粒弥散地分布在所述氮掺杂的多孔石墨烯基体内部和/或表面;所述碳包覆层完整或部分覆盖所述氮掺杂的多孔石墨烯基体和/或所述氮掺杂的纳米硅颗粒的表面。本发明专利技术的硅碳负极材料具有高离子传导速率的电化学特性,利用该种负极活性材料制备的电池具有高倍率性能和优异的快充性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池领域,具体涉及一种用于电池的硅碳负极材料及其制备方法、电极、电池。


技术介绍

1、二次电池已广泛应用于便携式电子产品中,随着便携式电子产品小型化发展及二次电池在航空、军事及汽车产业中的需求日益增大,电池的容量和能量密度均亟待大幅度提高。

2、硅具有4200mah/g的理论比容量,相对石墨负极可以储存更多的锂离子,电池能量密度相对较高,从而有效提升续航时间及里程。因其具备高理论容量、低脱嵌锂电位、环境友好、储量丰富等优点,被视为最具前景的下一代锂电负极材料。

3、锂离子与硅的合金化反应存在较大的体积膨胀,期间会产生大量切应力和压应力,使材料颗粒破裂,阻断了电子在材料颗粒上的直接传输。随着充放电次数的增加,体积膨胀带来的影响加重,使材料颗粒严重破裂甚至发生粉化,进而导致部分材料完全失去电化学活性,从而导致电池的容量降低,循环性能较差。同时在锂离子电池首次充电过程,在负极表面会形成固态电解质界面(sei)膜,消耗了一部分锂离子,形成不可逆容量,造成库伦效率偏低。

4、由于碳材料的结构稳定性,在充放电过程中体积本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于电池的硅碳负极材料,其特征在于,包括氮掺杂的多孔石墨烯基体、氮掺杂的纳米硅颗粒以及碳包覆层;所述氮掺杂的纳米硅颗粒弥散地分布在所述氮掺杂的多孔石墨烯基体内部和/或表面;所述碳包覆层完整或部分覆盖所述氮掺杂的多孔石墨烯基体和/或所述氮掺杂的纳米硅颗粒的表面。

2. 根据权利要求1所述的用于电池的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅碳负极材料的氮含量为0.1%-7.0%、硅含量为30%-70%、比表面积为100 m²/g以下、电阻率为50 Ω·cm以下。

3. 根据权利要求2所述的用于电池的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅碳负极材料的氮含量为0.3%-5.0%...

【技术特征摘要】

1.一种用于电池的硅碳负极材料,其特征在于,包括氮掺杂的多孔石墨烯基体、氮掺杂的纳米硅颗粒以及碳包覆层;所述氮掺杂的纳米硅颗粒弥散地分布在所述氮掺杂的多孔石墨烯基体内部和/或表面;所述碳包覆层完整或部分覆盖所述氮掺杂的多孔石墨烯基体和/或所述氮掺杂的纳米硅颗粒的表面。

2. 根据权利要求1所述的用于电池的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅碳负极材料的氮含量为0.1%-7.0%、硅含量为30%-70%、比表面积为100 m²/g以下、电阻率为50 ω·cm以下。

3. 根据权利要求2所述的用于电池的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅碳负极材料的氮含量为0.3%-5.0%、硅含量为40%-60%、比表面积为80 m²/g以下、电阻率为20 ...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵双宇罗姝陆玉婷连芸芸李喆查道松张和宝
申请(专利权)人:博赛利斯南京有限公司
类型:发明
国别省市:

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