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硅碳负极材料及其制备方法、负极片以及二次电池技术

技术编号:45075301 阅读:17 留言:0更新日期:2025-04-25 18:16
本发明专利技术涉及一种硅碳负极材料及其制备方法、负极片以及二次电池,其中所述硅碳负极材料包括内核以及包覆所述内核的碳包覆层,所述内核包括多孔碳骨架以及分布于所述多孔碳骨架中的硅锗合金,且硅锗合金无锗团聚体。锗的电导率比硅大约高4个数量级,锂离子电导率比硅高400倍,从而,通过锗与硅形成硅锗合金,并控制锗在硅锗合金中的分布均匀性,能够有效提高硅碳负极材料的电导率和倍率性能,同时,锗能够在硅膨胀过程中起到钉扎作用,避免硅的团聚长大以及孤立硅生成,改善循环寿命。因此,采用本发明专利技术硅碳负极材料的二次电池性能更佳,尤其是倍率性能和循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二次电池,特别是涉及硅碳负极材料及其制备方法、负极片以及二次电池


技术介绍

1、负极材料作为二次电池的重要组成部分之一,对二次电池的容量、循环寿命等都有很大的影响。目前,二次电池的负极材料主要以石墨为主,但是,为了进一步提高二次电池的容量、倍率等性能,开发新一代的负极材料必不可缺。

2、其中,硅负极材料由于其极高的理论比容量广受关注,但是,硅负极在脱嵌锂过程中会发生巨大的体积膨胀,导致循环寿命较差,始终无法大规模应用。硅负极材料经过一段时间的发展,已经从砂磨硅碳、硅氧发展到目前的气相沉积硅碳,气相沉积硅碳负极材料由于将硅负极纳米化的同时均匀分散于多孔碳骨架中,较好的平衡了高容量与膨胀问题,被认为是未来最有前景的硅碳负极材料技术。但是,硅作为半导体材料,本身电导率较低,纳米化分散于多孔碳骨架中后影响了整体的电导率,因此气相沉积硅碳负极材料电导率较低,同时,硅在脱嵌锂过程中仍会发生较大的体积膨胀,产生团聚长大、孤立等问题,影响循环寿命,进而影响二次电池的性能。


技术实现思路p>

1、基于此本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅碳负极材料,其特征在于,所述硅碳负极材料包括内核以及包覆所述内核的碳包覆层,所述内核包括多孔碳骨架以及分布于所述多孔碳骨架中的硅锗合金,且所述硅锗合金中无锗团聚体。

2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅锗合金中硅与锗的质量比为20:80-99.5:0.5。

3.根据权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅锗合金在所述硅碳负极材料中的质量分数为20%-70%;

4.根据权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述多孔碳骨架的比表面积为300m2/g-2500m2/g,孔容为0.4m3/g-1.5cm3/g。

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【技术特征摘要】

1.一种硅碳负极材料,其特征在于,所述硅碳负极材料包括内核以及包覆所述内核的碳包覆层,所述内核包括多孔碳骨架以及分布于所述多孔碳骨架中的硅锗合金,且所述硅锗合金中无锗团聚体。

2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅锗合金中硅与锗的质量比为20:80-99.5:0.5。

3.根据权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述硅锗合金在所述硅碳负极材料中的质量分数为20%-70%;

4.根据权利要求1所述的硅碳负极材料,其特征在于,所述多孔碳骨架的比表面积为300m2/g-2500m2/g,孔容为0.4m3/g-1.5cm3/g。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的硅碳负极材料的制备方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:林宁徐涛
申请(专利权)人:甬江实验室
类型:发明
国别省市:

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