用于锂离子电池的硅碳复合负极材料、其制备方法和应用技术

本发明专利技术适用于新材料领域，提供了一种用于锂离子电池的硅碳复合负极材料、其制备方法和应用。该负极材料为核壳式复合结构，由纳米硅为核、中间层无定形碳和最外层一维纳米碳材料组成。其中中间层的无定形碳，形成可伸缩性的疏松表面结构，使硅的循环性能和倍率性能得到提升；最外层的一维纳米碳材料构建的网络结构不仅起到了缓冲机械应力的作用，而且为硅活性颗粒提供了快速导电通道，进一步提高硅的循环性能和倍率性能；同时，一维纳米碳材料形成的三维导电导热网络，可将电池放电过程中产生的热量及时传导到周围空间，提高电池的安全性能。本发明专利技术用于锂离子电池的硅碳复合负极材料制备方法工艺简单易行、环保节能、成本低廉，易于产业化。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新材料领域，尤其涉及一种用于锂离子电池的硅碳复合负极材料、其制备方法和应用。
技术介绍
在资源匮乏、化石价格高涨、全球变暖、减碳排放、可持续发展以及城市交通堵塞和汽车排放严重等大时代背景下，大力发展以作为新能源汽车、太阳能、风能等急需的储能用动力电池为代表的新型化学存储技术，已成为世界各国政府普遍关注和支持的重点。作为绿色化学电源的锂离子电池是目前应用最为广泛的二次电池，需求范围遍及电子产品、信息产业、能源交通和军工国防等领域。负极材料作为锂离子电池的关键材料之一，对锂离子电池性能的提高起着至关重要的作用。 当前商业化的锂离子电池仍主要采用石墨类碳负极材料。然而，石墨的理论比容量仅为372mAh/g，而且嵌锂电位平台接近金属锂，快速充电或低温充电易发生“析锂”现象引发安全隐患，大大制约了锂离子电池的发展应用。各种非碳负极材料中，硅以其独特的优势和潜力吸引了越来越多研究者的目光。硅与锂能够形成一系列合金，最高组分可达Li44Si,理论容量高达4200mAh/g。另外其插锂电位较石墨高,充放电过程中不易形成枝晶，具有更高的安全性能。但是，在锂插脱过程中，这类材料体积变化达到300本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于锂离子电池的硅碳复合负极材料，其特征在于：所述负极材料为核壳结构，包括核体和依次包覆于核体的中间层及最外层，所述核体为纳米硅，所述中间层为无定形碳，所述最外层为一维纳米碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池的娃碳复合负极材料，其特征在于所述负极材料为核壳结构，包括核体和依次包覆于核体的中间层及最外层，所述核体为纳米硅，所述中间层为无定形碳，所述最外层为一维纳米碳材料。2.如权利要求I所述的用于锂离子电池的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述纳米硅的粒径为l(TlOOnm。3.如权利要求I所述的用于锂离子电池的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述无定形碳为多孔碳。4.如权利要求f3任一项所述的用于锂离子电池的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述中间层的厚度为f80nm。5.如权利要求I所述的用于锂离子电池的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述纳米碳材料选自碳纳米管或碳纳米纤维。6.如权利要求I所述的用于锂离子电池的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述的纳米硅在复合材料的重量百分比为10、0%。7.如权利要求I飞任一项所述的用于锂离...

【专利技术属性】
技术研发人员：符冬菊，陈建军，李冬霜，张维丽，王晓伟，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，
类型：发明
国别省市：