一种氧化铝包覆氧化亚硅表面生长单壁碳纳米管的复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种氧化铝包覆氧化亚硅表面生长单壁碳纳米管的复合材料及其制备方法和应用。将氧化亚硅和含有铝金属离子的盐按固定摩尔比混合，并分散于去离子水中经搅拌和干燥处理后，在含氧气氛下，经400℃煅烧得到氧化铝包覆的氧化亚硅。将氧化铝包覆的氧化亚硅作为载体，含有过渡金属离子的盐作为前驱体，利用溶液浸渍法制备负载型金属催化剂。利用化学气相沉积技术在负载型金属催化剂上生长单壁碳纳米管，控制碳源组分、气体流量、生长温度和生长时间获得高质量的单壁碳纳米管网络。该方法不仅通过控制铝盐的添加比例调节氧化铝包覆层的均匀性和厚度，而且具有操作简单、低成本、实用化程度高的优点。将制备的复合材料用作锂离子电池的负极材料，在充放电过程中具有更高的电导率，更稳定的电极结构，更高的首次库伦效率，更优异的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料制备领域，尤其涉及一种氧化铝包覆氧化亚硅表面生长单壁碳纳米管的复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、目前，商业化锂离子电池主要以石墨作为负极材料，而石墨材料较低的理论容量难以满足现在对锂离子电池更高能量密度的需求，因此，亟须寻找新的负极材料。随着新型负极材料研究的深入，硅基负极日益受到关注，其中氧化亚硅具有高理论比容量(～2043mah·g-1)、合适的嵌锂电位，被认为是合适的石墨替代材料。然而，氧化亚硅在首次循环中会形成不可逆的硅酸锂和氧化锂，以及自身较低的电导率(6.7×10-4s·cm-1)，导致其首次库伦效率较低、容量保持能力差，极大限制了氧化亚硅负极的商业化应用。

2、氧化铝包覆氧化亚硅负极材料是近年来锂离子电池领域的研究热点之一，氧化铝具有高机械强度和化学稳定性，不仅可以抑制氧化亚硅在首次嵌锂过程中与电解液的不可逆副反应，而且可以缓冲氧化亚硅的体积膨胀减少电极材料的粉化。但是，仍然存在一些问题：1)氧化铝包覆层的均匀性和厚度直接影响性能，过薄可能导致覆盖不完全，无法有效抑制副反应，过厚则可能阻碍锂离子扩散，降本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氧化铝包覆氧化亚硅表面生长单壁碳纳米管的复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种氧化铝包覆氧化亚硅表面生长单壁碳纳米管的复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，所述步骤A)中，所述的含有铝金属离子的盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝的任意一种或多种；所述的氧化亚硅和铝盐的摩尔比为10:(0.1～1)；所述的含氧气氛为空气或氧气。

3.根据权利要求1所述的一种氧化铝包覆氧化亚硅表面生长单壁碳纳米管的复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，所述步骤B)中，所述的过渡金属为铁、钴、镍、钌、锰、锌、铑、钯的任意一种或多种；所述的...

【技术特征摘要】

1.一种氧化铝包覆氧化亚硅表面生长单壁碳纳米管的复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种氧化铝包覆氧化亚硅表面生长单壁碳纳米管的复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，所述步骤a)中，所述的含有铝金属离子的盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝的任意一种或多种；所述的氧化亚硅和铝盐的摩尔比为10:(0.1～1)；所述的含氧气氛为空气或氧气。

3.根据权利要求1所述的一种氧化铝包覆氧化亚硅表面生长单壁碳纳米管的复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，所述步骤b)中，所述的过渡金属为铁、钴、镍、钌、锰、锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振，武倩汝，何露，何茂帅，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：