一种锂离子电池氧化硅/碳复合负极材料的制备方法技术

技术编号:9008563 阅读:148 留言:0更新日期:2013-08-08 12:15
本发明专利技术公开了一种锂离子电池负极用高比容量的氧化硅/碳复合材料的制备方法,属于新材料和电化学领域。本发明专利技术提供的氧化硅/碳复合材料,具有玻璃结构特征,由纳米尺度的一次颗粒构成微米尺度的二次颗粒,结构致密,材料振实密度高。本发明专利技术以正硅酸乙酯为硅源,采用一步溶胶-凝胶和常压干燥,结合热处理工艺,制备氧化硅/碳复合负极材料。本发明专利技术的优点在于工艺过程简单,条件温和,便于规模化制备。此方法制备的氧化硅/碳复合负极材料具有较高的比容量以及良好循环稳定性,是一种理想的锂离子电池负极材料,具有良好的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新材料和电化学领域,具体涉及一种新型可充放电锂离子电池负极用高性能氧化硅/碳复合材料及其制备方法。
技术介绍
各种便携式电子设备和电动交通工具的广泛应用和快速发展,使得人们对高性能锂离子二次电池的需求越来越大,锂离子二次电池以其工作电压高、功率密度大、无记忆效应、无污染和循环寿命长等优越的综合性能在近十几年来成功并广泛应用于各种便携式电子设备。目前商业化的锂离子电池中负极大多采用的是石墨负极材料,经过大量的改进工作,目前石墨的实际储锂容量已越来越趋近其理论容量(石墨理论容量为372 mAh/g,855mAh/cm3),因而进一步提高其比容量的潜力已非常有限。为满足高性能锂离子电池对高容量负极材料的需求,研究开发新型高比容量的锂离子电池负极电极材料已刻不容缓。硅材料以其超高的理论储锂容量(4200 mAh/g)引起了研究者们的广泛关注。但是硅基负极在充放电过程中 巨大的体积变化和较差的电子导电能力,严重影响了硅基负极的循环性能和大电流充放电能力。氧化硅基复合材料是近年来颇受关注的新型负极材料。氧化硅基负极材料在首次嵌锂过程中形成的非活性相Li2O和Li4SiO4可以防止本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池负极用氧化硅/碳复合材料的制备方法,其特征是先由一步溶胶?凝胶和常压干燥制备出湿凝胶块体材料,再结合热处理工艺,制备具有玻璃结构特征的氧化硅/碳复合负极材料,具体工艺步骤为:(1)配置溶液:选用正硅酸乙酯为硅源,量取所需体积,溶解于一定量无水乙醇中,再加入一定量的去离子水,搅拌均匀形成透明溶液;其中无水乙醇与正硅酸乙酯的体积比为:无水乙醇/正硅酸乙酯=1~4,正硅酸乙酯与去离子水的体积比为:正硅酸乙酯/去离子水=3~10,此溶液记为溶液A;选用有机碳源,称取所需质量,溶解于溶剂中,搅拌均匀形成透明溶液,其中有机碳源浓度控制在20~70?g/100?ml,此溶液记为溶液B;选用氨水...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:赵海雷吕鹏鹏高春辉王捷宫颂
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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