一种改性三维多孔碳基硅碳负极材料及其制备方法技术

技术编号:44792003 阅读:10 留言:0更新日期:2025-03-28 19:45
本发明专利技术提供了一种改性三维多孔碳基硅碳负极材料及其制备方法,属于硅碳负极材料技术领域。本发明专利技术通过对制备多孔碳过程中产生的细粉进行造粒,制备多孔碳,实现废料再利用,制备的多孔碳具有三维导电网络结构,能够提高材料的导电性、缓解硅基负极的体积膨胀、提升硅基负极材料的比容量和循环性能。本发明专利技术制备的硅碳负极材料具有三维导电网络结构,提高硅碳负极材料的电子电导率和结构稳定性,避免结构坍塌,提高硅碳负极材料的比容量和循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅碳负极材料,尤其涉及一种改性三维多孔碳基硅碳负极材料及其制备方法


技术介绍

1、目前,大量商业化锂离子电池主要以石墨为负极材料(最大比容量不超过372mah/g),难以满足科技发展的需求。硅的最大理论比容量高达4200mah/g,为高容量、高密度锂离子电池提供了极大的提升空间。但是,硅在合金化/去合金化过程中存在高达300%的体积膨胀,容易造成电极片破裂、活性物质脱落、电池性能衰减快等问题。另外,硅的龟裂、粉化会造成新的硅层裸露而导致固态电解质界面(sei)膜不断生成,消耗电池内部的活性锂,从而限制了硅作为锂离子电池负极的实际应用。

2、针对硅负极体积膨胀的问题,主要的改进方式包括将硅颗粒纳米化,或对其进行复合等。然而纳米化硅存在易团聚、制备成本高、工艺复杂等缺点,在实际应用中存在困难。将硅与其他材料复合,具有更多的选择性和灵活性。碳包裹可以抑制硅的表面氧化并稳定sei层,负极中增加多孔结构导电材料有利于提高锂离子传输能力和体积膨胀应力的释放,从而获得高稳定性负极。


技术实现思路

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【技术保护点】

1.一种改性三维多孔碳基硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述碳源1包含生物质碳源和树脂类碳源,所述生物质碳源包含甘蔗、树皮、木材、秸秆和椰壳中的一种或多种;所述树脂类碳源包含环氧树脂和/或酚醛树脂;

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述惰性气氛独立的包含氩气、氦气和氮气中的一种或多种的混合气。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,活化包括物理活化或碱活化,所述物理活化为通入CO2或水蒸气,通入流量为0.5~5L/min;所述碱活化为采用...

【技术特征摘要】

1.一种改性三维多孔碳基硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述碳源1包含生物质碳源和树脂类碳源,所述生物质碳源包含甘蔗、树皮、木材、秸秆和椰壳中的一种或多种;所述树脂类碳源包含环氧树脂和/或酚醛树脂;

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述惰性气氛独立的包含氩气、氦气和氮气中的一种或多种的混合气。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,活化包括物理活化或碱活化,所述物理活化为通入co2或水蒸气,通入流量为0.5~5l/min;所述碱活化为采用碱试剂进行活化,所述碱试剂包含氢氧化钾和/或氢氧化钠,所述碳前驱体q1和碱试剂的质量比为1:2~10;

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s3中,破碎包含研磨、机械粉碎和气流粉碎中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2或5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s4中,粘结剂包含沥青;所述细粉q3和粘结剂的质量比为10~30:1;

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s5中,活化包括物理活化或碱活化,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:毛苗苗李胜赖桂棠方斌黄世强刘罗曹恩德陈俊毅
申请(专利权)人:银硅宁波科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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