基于光热协同改性的硅氧化物复合负极材料及其制备方法与锂离子电池技术

技术编号:46622226 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-14 21:17
本发明专利技术提供了一种基于光热协同改性的硅氧化物复合负极材料及其制备方法与锂离子电池。该制备方法包括:将金属前驱体与还原性碳源溶于水中,混合得到前驱体溶液,将碳纳米管分散至水中,得到碳纳米管分散液;将所述前驱体溶液、所述碳纳米管分散液加入至SiOx材料中并进行光照处理,随后冷冻干燥得到粉末;对所述粉末进行热处理,得到硅氧化物复合负极材料。本发明专利技术提供的硅氧化物复合负极材料能有效缓解体积变化引起的内部应力,同时提升循环过程中的电子导电性和Li+扩散速率,从而展现出显著增强的长循环稳定性,为SiOx材料在锂离子电池中的实际应用提供了新的解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池制备,具体涉及一种基于光热协同改性的硅氧化物复合负极材料及其制备方法与锂离子电池


技术介绍

1、当前,商用锂离子电池体系主要以石墨作为负极材料,但是,受限于石墨材料较低的理论容量(约372 mah/g),其能量密度难以满足日益增长的高能量密度需求。因此,开发具有更高比容量的新型负极材料已成为当前研究的重要方向。硅氧化物(siox)因其具有高理论比容量、合适的嵌锂电位,被认为是一种潜在的石墨替代材料。然而siox在循环过程中常表现出显著的体积膨胀,这种膨胀会导致材料粉化破裂,并引发电极与集流体的接触失效,从而加速容量的快速衰减。此外,siox负极材料较低的首次库仑效率、较差的本征电导率进一步阻碍了其大规模产业化应用。

2、针对上述问题,目前对siox材料的改性研究主要集中在颗粒细化、多孔设计、预锂化和与其他材料复合化。其中,与碳材料复合被认为是一种直接且有效的方法。碳材料不仅具有出色的电导率,还可以作为保护层,将活性硅芯与电解液隔离,减少不稳定的固体电解质界面(sei)膜的生成。然而,单一的碳包覆难以完全解决硅基材料存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于光热协同改性的硅氧化物复合负极材料的制备方法,其特征在于,该制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述金属前驱体包括氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述还原性碳源包括葡萄糖、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、葡萄糖胺、三乙醇胺中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,以所述前驱体溶液的体积计,所述前驱体溶液中的金属前驱体的浓度为0.01-50 mol/L;

<p>5.根据权利要求...

【技术特征摘要】

1.一种基于光热协同改性的硅氧化物复合负极材料的制备方法,其特征在于,该制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述金属前驱体包括氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述还原性碳源包括葡萄糖、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、葡萄糖胺、三乙醇胺中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,以所述前驱体溶液的体积计,所述前驱体溶液中的金属前驱体的浓度为0.01-50 mol/l;

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述前驱体溶液与碳纳米管分散液的体积比为1 : (0.9-50)。

6.根据权利要求1、4或5所述的制备方法,其特征在于,所述金属前驱体与碳纳米管的摩尔比为1 : (1-20)。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述光照处理的光源的波长为200-400nm。

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述光照处理的时间之和为1-20h。

9.根据权利要求1、7或8所述的制备方法,其特征在于,将所述前驱体溶液、所述碳纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员:王炯辉王斌贾文丽张喜黄冬梅
申请(专利权)人:五矿勘查开发有限公司
类型:发明
国别省市:

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