一种氮掺杂硅碳负极材料制备方法技术

本发明专利技术提供了一种氮掺杂硅碳负极材料的制备方法，该方法通过精细调控的化学工艺步骤，实现了高性能锂离子电池负极材料的制备。步骤包括首先，将含氮分散剂加入乙醇中搅拌至完全溶解，形成分散剂溶液；其次，将多孔碳和纳米硅加入到分散剂溶液中，搅拌均匀形成分散液；然后，将分散液放入高压反应釜中，在加压和高温条件下使多孔碳和纳米硅团聚，干燥后得到氮掺杂硅碳负极材料前驱体；最后，将前驱体与沥青混合后在管式炉中烧结，得到氮掺杂硅碳负极材料。通过本发明专利技术的方法，可以有效提高材料的空穴数量和Li+的迁移率，同时多孔碳孔隙的存在能让纳米硅有足够的空间膨胀，避免材料结构的破坏，从而制备出性能优异的氮掺杂硅碳负极材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池负极材料的制备方法，特别是硅碳复合材料的制备。

技术介绍

1、随着新能源技术的快速发展，对高性能电池的需求日益增长，其中锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命等优点被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和储能系统等领域。电池性能的提升关键在于电极材料的改进，尤其是负极材料的性能对电池的能量密度和循环稳定性有着直接影响。

2、传统的锂离子电池负极材料主要是石墨，但其理论比容量较低，限制了电池能量密度的进一步提升。为了突破这一限制，研究者们开始探索新型负极材料，其中硅因其高理论比容量(约4200mah/g)和低电位平台(相对于锂电位)而被认为是理想的负极材料。然而，硅在充放电过程中体积膨胀大，导致材料结构破坏和电极性能衰减，限制了其商业化应用。

3、为了解决硅负极材料体积膨胀的问题，研究者们提出了多种策略，其中包括将硅与碳材料复合以提高结构稳定性。硅碳复合材料结合了硅的高比容量和碳材料的良好导电性及化学稳定性，能够有效缓解硅的体积膨胀问题，提高电池的循环稳定性。然而，传统的硅碳复合材料制备方法存在制备过程复杂、成本高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮掺杂硅碳负极材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种氮掺杂硅碳负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中含氮分散剂为氮丙啶、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或柠檬酸中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种氮掺杂硅碳负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中含氮分散剂在乙醇中的含量为0.5%~10%。

4.如权利要求1所述的一种氮掺杂硅碳负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中多孔碳和纳米硅的质量比为1~5：1~2，所述多孔碳和纳米硅的总质量占乙醇质量的20%。

5.如权利要求1所述的一种氮掺...

【技术特征摘要】

1.一种氮掺杂硅碳负极材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种氮掺杂硅碳负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中含氮分散剂为氮丙啶、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或柠檬酸中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种氮掺杂硅碳负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中含氮分散剂在乙醇中的含量为0.5%~10%。

4.如权利要求1所述的一种氮掺杂硅碳负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中多孔碳和纳米硅的质量比为1~5：1~2，所述多孔碳和纳米硅的总质量占乙醇质量的20%。

5.如权利要求1所述的一种氮掺杂硅碳负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中纳米硅的尺寸为10~20nm，多孔碳的孔径为20~30nm。

6.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：童元柏，李子轩，曹栋强，
申请(专利权)人：东渐储钠上海技术有限公司，
类型：发明
国别省市：