一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法。该材料的组成包括多孔硅基体和碳包覆层，其制备方法包括制备多孔硅基体和碳包覆。本发明专利技术一种锂离子电池硅碳复合负极材料具有可逆容量高、循环性能好、倍率性能优异的优点。该材料在0.2C、1C、4C、15C倍率下测试分别表现出1556、1290、877和474mAh/g的可逆容量，在0.2C下循环40次后容量仍在1500mAh/g以上，可逆容量保持率高达90％。

Silicon carbon composite negative electrode material for lithium ion battery and preparation method thereof

The invention discloses a silicon carbon composite negative electrode material of a lithium ion battery and a preparation method thereof. The composition of the material comprises a porous silicon matrix and a carbon coating, wherein the preparation method comprises the preparation of porous silicon matrix and carbon coating. The silicon carbon composite negative electrode material of the lithium ion battery has the advantages of high reversible capacity, good cycle performance and excellent rate performance. The material was tested at 0.2C, 1C, 4C and 15C magnification, showing reversible capacity of 1556, 1290, 877 and 474mAh/g, and the capacity was still above 1500mAh/g after 40 cycles of 0.2C, and the reversible capacity retention rate was as high as 90%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池电极材料及其制备方法，特别是。
技术介绍
目前商业化的锂离子电池负极材料主要采用石墨，然而石墨的理论比容量仅为 372mAh/g，无法满足新一代高容量锂离子电池的发展需求。硅具有最高的理论储锂容量 (4200mAh/g)和较低的脱锂电压平台( 0.4V)，是最有潜力取代石墨的新型锂离子电池负极材料之一。然而，硅在充放电过程中表现出巨大的体积变化，易导致材料颗粒的粉化和电极内部导电网络的破坏，限制了它的商业化应用。此外，硅的本征电导率很低，仅有 6. 7X10_、Cm S不利于进行大电流充放电。而碳类材料嵌脱锂的体积效应小，电导率高，将硅和碳复合起来可以有效缓冲硅的体积效应，减小电化学极化，提高充放电循环稳定性。中国专利CN200510030785. 8公开了一种锂离子电池硅/碳/石墨复合负极材料，通过浓硫酸炭化法制备。该材料由单质硅、石墨颗粒和无定形碳组成，不具备多孔结构，其首次脱锂容量在1000mAh/g左右，但经过10次充放电循环，容量即衰减了 20%左右，稳定性不好。为了进一步缓冲硅的体积效应，人们设计了具有多孔结构的硅材料，其内部孔隙为硅的体积膨胀预留本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种锂离子电池硅碳复合负极材料，其特征在于结构组成如下：由多孔硅基体和碳包覆层组成，其中碳包覆层的组成占２～７０ｗｔ．％，为无定形碳，厚度在２～３０ｎｍ；多孔硅基体为多晶结构，其颗粒粒径在５０ｎｍ～２０μｍ，孔径在２～１５０ｎｍ，孔容在０．１～１．５ｃｍ３／ｇ，比表面积在３０～３００ｍ２／ｇ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，高鹏飞，贾海平，王久林，努丽燕娜，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31