一种硅碳负极用高结构强度多孔碳的制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，涉及一种硅碳负极用高结构强度多孔碳的制备方法，包括以下步骤：（S1）热塑性酚醛树脂、固化剂、芳香族一元醛混合均匀，于第一温度下交联反应；然后加入脂肪族多元醛，升温至第二温度下交联反应，得到增强酚醛树脂；（S2）增强酚醛树脂于惰性气氛下炭化，得到多孔碳前驱体；（S3）多孔碳前驱体经活化扩孔后粉碎，得到硅碳负极用高结构强度多孔碳。本发明专利技术在热塑性酚醛树脂固化过程中引入芳香族一元醛、脂肪族多元醛，并在不同的温度阶段进行反应，从而形成紧密、刚柔并济的三维网络结构，进而炭化得到高结构强度的多孔碳。由该多孔碳制得的硅碳负极材料用作锂电池的负极时，其耐压性能和循环性能优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种硅碳负极用高结构强度多孔碳的制备方法。

技术介绍

1、随着锂离子电池在电动汽车、储能系统等领域需求的快速增长，开发高能量密度、长循环寿命的电极材料成为了研究热点。锂离子电池能量密度已接近传统石墨负极（372mah/g）的理论极限，而硅基负极理论比容量高达4200mah/g，成为突破瓶颈的核心方向。然而，硅在充放电过程中体积膨胀严重，导致电极极片易粉化、循环性能差。现有技术中主要通过化学气相沉积将硅原子沉积到多孔碳的内部孔隙中形成硅碳复合负极材料来解决这一问题，多孔碳通过其孔隙的“空间限域”作用缓解硅的体积膨胀。

2、多孔碳的骨架强度很大程度上决定了硅碳复合负极材料的强度，然而实际应用中硅碳复合负极材料的结构强度往往不足，尤其是树脂基碳源制备的多孔碳经硅沉积后得到的硅碳复合负极材料，原因是常规树脂基碳源在热解过程中其大分子链断裂并释放小分子气体（如芳香类、co、co2、氢气等），碳原子重组形成无序石墨微晶，这一过程伴随着碳基质的剧烈收缩与孔隙的形成，从而造成碳骨架局部应力集中，进而削弱了多孔碳的骨架强度；另外本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅碳负极用高结构强度多孔碳的制备方法，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，步骤（S1）中，所述热塑性酚醛树脂、固化剂、芳香族一元醛、脂肪族多元醛的质量比为100:（8~12）:（3~5）:（1~2）。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（S1）中，所述热塑性酚醛树脂、固化剂、芳香族一元醛、脂肪族多元醛的质量比为100:（10~12）:（3~4）:（1.5~2）。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（S1）中，所述热塑性酚醛树脂的数均分子量为2500~5000；所述固化剂选自六...

【技术特征摘要】

1.一种硅碳负极用高结构强度多孔碳的制备方法，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，步骤（s1）中，所述热塑性酚醛树脂、固化剂、芳香族一元醛、脂肪族多元醛的质量比为100:（8~12）:（3~5）:（1~2）。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（s1）中，所述热塑性酚醛树脂、固化剂、芳香族一元醛、脂肪族多元醛的质量比为100:（10~12）:（3~4）:（1.5~2）。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（s1）中，所述热塑性酚醛树脂的数均分子量为2500~5000；所述固化剂选自六次甲基四胺、三甲基六亚甲基二胺、二乙胺基丙胺中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（s1）中，所述芳香族一元醛选自苯甲醛、糠醛、1-萘甲醛、2-萘甲醛、9-蒽醛、水杨醛中的至少一种；所述第一温度为120~150℃，该温度下的交联反应时间为30~60min。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（s1）中，所述芳香族一元醛为糠醛。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉明，郭晋忠，许迪新，陈鸿鑫，李阁，贺翔，
申请(专利权)人：北京壹金新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：