硅基复合材料及其制备方法以及其应用技术

本发明专利技术提供一种硅基复合材料及其制备方法以及其应用。所述硅基复合材料包括纳米硅颗粒和包覆在纳米硅颗粒表面的聚苯胺包覆层，且纳米硅颗粒和聚苯胺包覆层之间形成Si-C共价键。所述硅基复合材料的制备方法包括：利用对苯二胺(H2N-Ar-NH2)在亚硝酸盐及酸性条件下，发生重氮化反应，生成重氮盐；将纳米硅颗粒加入至重氮化反应完成的溶液中，进行取代反应，得到通过Si-C共价键而将苯胺单体连接于纳米硅颗粒表面的纳米硅前驱体；将纳米硅前驱体加入油相与水相混合形成的微乳液中，调节溶液pH，之后将苯胺单体加入；将使苯胺聚合的引发剂加入微乳液中，发生苯胺聚合反应，得到聚苯胺包覆纳米硅颗粒的硅基复合材料。本发明专利技术提供的硅基复合材料能改善包覆效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种硅基复合材料及其制备方法以及其应用。
技术介绍
目前商品化的锂离子电池的电极大多采用锂过渡金属氧化物/石墨体系，由于该体系中石墨本身的理论嵌锂容量较低，仅为372mAh/g，且仅通过改进电池设计结构和制造工艺也难以提高能量密度，因此需要更高比能量的负极活性材料。在锂离子电池负极活性材料领域出现了非碳类负极材料的研究，一些元素(如Al、S1、Sb、Sn等)可以与金属锂发生合金化反应，具有储存锂离子的能力，并且其可逆的嵌锂容量远高于石墨类负极活性材料。但是该类合金的负极活性材料也存在缺陷，主要集中在严重的体积效应，导致其循环稳定性差，阻碍了该类材料的实用性。因此，推动此类材料的实用化也成为了当前锂离子电池负极活性材料研究的热点。在各种合金类的负极活性材料中，硅材料具有较高的理论嵌锂容量(例如硅单质为4200mAh/g)与较低的嵌锂电位。若硅合金负极活性材料能够成功地应用于锂离子电池领域中，必将给锂离子电池带来跨越式的进步。虽然硅合金负极活性材料具有较高的理论嵌锂容量，但是在深度脱嵌锂的过程中存在着巨大的体积变化，导致其结构在脱嵌锂的过程中稳定性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基复合材料，包括纳米硅颗粒和包覆在纳米硅颗粒表面的聚苯胺包覆层，其特征在于，所述纳米硅颗粒和聚苯胺包覆层之间形成Si?C共价键。

【技术特征摘要】
1.一种硅基复合材料，包括纳米硅颗粒和包覆在纳米硅颗粒表面的聚苯胺包覆层，其特征在于，所述纳米硅颗粒和聚苯胺包覆层之间形成S1-C共价键。2.根据权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述硅基复合材料的导电率为I 6.5S/cm,优选 1.98 4.63S/cm。3.根据权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述纳米硅颗粒在与苯胺聚合前的粒径D50为10 lOOnm。4.根据权利要求1所述的娃基复合材料，其特征在于，在所述娃基复合材料中，纳米娃颗粒与聚苯胺的质量比为(45 85): (55 15)。5.根据权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，复合材料的硬度为1.4 3.5GPa，优选 2.6 3.5GPa。6.—种娃基复合材料的制备方法,其制备根据权利要求1-5中任一项所述的娃基复合材料，包括以下步骤: 利用对苯二胺(H2N-Ar-NH2)在亚硝酸盐及酸性条件下，发生重氮化反应，生成重氮盐； 将纳米硅颗粒加入至重氮化反应完成的溶液中，进行取代反应，得到通过S1-C共价键而将苯胺单体连接于纳米娃颗粒表面的纳米娃前驱体； 将纳米硅前驱体加入油相与水相混合形成的微乳液中，调节溶液pH，之后将苯胺单体加入； 将使苯胺聚合的引发剂加入微乳液中，发生苯胺聚合反应，得到聚苯胺包覆纳米硅颗粒的硅基复合材料。7.根据权利要求6所述的硅基复合材料的制备方法，其特征在于，所述亚硝酸盐为亚硝酸钠，所述酸性条件为有机酸或无机酸提供。8.根据权利要求7所述的硅基复合材料的制备方法，其特征在于，所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲酸、乙酸中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娜，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：