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高循環穩定性的硅碳負極材料及其制備方法

446   編輯:中冶有色網   來源:長沙礦冶研究院有限責任公司  
2025-06-06 16:58:50
權利要求 1.一種高循環穩定性的硅碳負極材料,其特征在于,所述硅碳負極材料以碳為基體,碳基體中均勻分散有硅內核顆粒,所述硅內核顆粒表層為硅和金屬合金層,所述硅和金屬合金層表面原位生長有碳化硅層。 2.根據權利要求1所述的高循環穩定性的硅碳負極材料,其特征在于,所述金屬合金層中的金屬選自銅、鎂、鋁、錫、銀、金中的一種或多種。 3.根據權利要求1所述的高循環穩定性的硅碳負極材料,其特征在于,所述硅碳負極材料的外表面有無機物包覆層,所述無機物包覆層為無機含鋁化合物;所述無機物包覆層的厚度為5~30nm。 4.根據權利要求1所述的高循環穩定性的硅碳負極材料,其特征在于,所述硅和金屬合金層的厚度為10~20nm,所述碳化硅層的厚度為5~10nm。 5.一種如權利要求1-4中任一項所述的高循環穩定性的硅碳負極材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、將納米硅和納米金屬粉末混合均勻后進行表面合金化處理,得到Si/金屬Si合金納米顆粒; S2、將步驟S1得到的納米顆粒與樹脂類材料混合均勻,然后在真空爐中經600~850℃、真空度0.01~5Pa的條件下進行熱處理,得到硅碳中間體粉末; S3、將步驟S2中得到的硅碳中間體粉末過篩后得到高循環穩定性的硅碳負極材料。 6.根據權利要求5所述的高循環穩定性的硅碳負極材料的制備方法,其特征在于,步驟S1中,所述納米硅的單顆粒的中值粒徑為20~500nm,所述納米金屬粉末的中值粒徑為10nm~1μm,所述納米硅與納米金屬粉末的重量比為20:1~200:1;所述納米硅和納米金屬粉末在等離子球磨機中進行表面合金化,所述等離子球磨機的放電頻率為7~15kHz,轉速為500~1500rpm。 7. 根據權利要求5所述的高循環穩定性的硅碳負極材料的制備方法,其特征在于,步驟S2中,所述樹脂類材料選自酚醛樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或多種,所述樹脂類材料按照納米顆粒與樹脂類材料的質量比為1:1~1:5加入;將步驟S1得到的納米顆粒與樹脂類材料混合均勻并干燥、破碎,干燥溫度為100~200℃,干燥時間為24~48h;破碎后的中值粒徑為5~20 μm。 8.根據權利要求5所述的高循環穩定性的硅
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