具备高离子电导率的硅碳负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种具备高离子电导率的硅碳负极材料及其制备方法和应用，涉及电池负极材料的技术领域，包括有序介孔碳基体、硅材料和固态电解质材料；所述硅材料均布于所述有序介孔碳基体的介孔内；所述固态电解质材料设置于所述有序介孔碳基体的表面或掺杂于所述有序介孔碳基体的内部。本发明专利技术提供的硅碳负极材料具备高离子电导率，适用于全固态电池及半固态电池等应用场景，并且本发明专利技术提供的硅碳负极材料具备均匀的介孔结构，有效缓解硅的体积膨胀；硅与碳的紧密结合，提高材料的循环稳定性；本发明专利技术还简化的制备工艺，降低生产成本，易于工业化推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池负极材料，尤其是涉及一种具备高离子电导率的硅碳负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂离子电池凭借其高能量密度、长循环寿命及环境友好等特性，已在消费电子、电动汽车及储能系统等领域获得广泛应用。作为锂离子电池的核心组件之一，负极材料的性能直接影响电池的整体表现。目前广泛使用的石墨负极材料虽具备良好的循环稳定性和成本优势，但其理论比容量仅为372mah/g，难以满足日益增长的高能量密度需求。相比之下，硅(si)材料凭借其高达4200mah/g的理论比容量以及丰富的自然资源储备，被视为下一代高能量密度锂离子电池负极材料的理想选择。然而，硅材料在充放电过程中会产生约300％的体积膨胀，这一特性易导致材料粉化、电极结构破坏及电接触失效，从而严重影响电池的循环寿命和倍率性能。

2、为有效解决硅材料的体积膨胀问题，学术界和行业内提出了多种解决方案，其中硅碳复合材料展现出显著的应用前景。碳材料因其优异的导电性和机械稳定性，不仅能够有效缓冲硅的体积变化，还可显著提升电极的导电性能。然而，现有硅碳复合材料仍面临以下技术瓶颈：硅与碳的界面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具备高离子电导率的硅碳负极材料，其特征在于，包括：有序介孔碳基体、硅材料和固态电解质材料；

2.根据权利要求1所述的具备高离子电导率的硅碳负极材料，其特征在于，所述有序介孔碳基体的孔容为0.01～2cm3/g，进一步优选为0.6～1.1cm3/g；

3.根据权利要求1所述的具备高离子电导率的硅碳负极材料，其特征在于，所述有序介孔碳基体具有孔道和孔壁条纹。

4.根据权利要求1所述的具备高离子电导率的硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料的硅含量为5～90％，进一步优选为30～60％；

5.如权利要求1-4任一项所述的具备高离子电导...

【技术特征摘要】

1.一种具备高离子电导率的硅碳负极材料，其特征在于，包括：有序介孔碳基体、硅材料和固态电解质材料；

2.根据权利要求1所述的具备高离子电导率的硅碳负极材料，其特征在于，所述有序介孔碳基体的孔容为0.01～2cm3/g，进一步优选为0.6～1.1cm3/g；

3.根据权利要求1所述的具备高离子电导率的硅碳负极材料，其特征在于，所述有序介孔碳基体具有孔道和孔壁条纹。

4.根据权利要求1所述的具备高离子电导率的硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料的硅含量为5～90％，进一步优选为30～60％；

5.如权利要求1-4任一项所述的具备高离子电导率的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晶，叶康，雷丹，
申请(专利权)人：兰溪致德新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：