1.本技術屬于二次電池技術領域,尤其涉及一種硅碳負極材料及其制備方法。
背景技術:
2.硅負極材料在電池充放電過程中存在巨大的體積變化(200%-400%),導致電極活性材料的脫落、粉化,甚至導致電極結構的損壞,導致電池容量迅速衰減,嚴重制約了其工業化應用。
3.由于碳材料結構穩定,在充放電過程中體積變化相對較小,具有較好的循環穩定性,且與硅的化學性質相近,人們常將si和c復合,以達到改善硅的體積效應,提高其電化學穩定性的目的。目前將si和c復合的方法包括:1)將納米硅與石墨混合進行碳包覆,該法工藝繁瑣,成本較高,且不能保證硅粒子的均勻分散;2)構建具有多孔結構的碳材料,然后將納米硅鑲嵌在多孔結構中,以達到改善硅負極材料的膨脹的目的。多孔結構常采用模板法制備,由于模板模型的構建及消除工序導致模板法的成本較高。為了將納米硅鑲嵌在多孔結構中,部分研究者將納米硅和多孔活性炭置于溶液中進行超聲分散,然后將混合物進行干燥,然而,由于多孔活性炭具有較高的比表面積,其較強的吸附能力會在超聲過程中將溶液吸至其孔道內,阻礙納米硅進入孔道,導致大部分納米硅只能附著在孔道口處,降低了材料的容量,且對硅的體積效應的改善作用有限。
技術實現要素:
4.本技術的目的在于提供一種硅碳負極材料及其制備方法,旨在解決現有硅負極材料在電池充放電過程中存在巨大的體積變化的問題。
5.本技術采用的技術方案如下:
6.第一方面,本技術提供了一種硅碳負極材料,由硅粉和多孔碳基質組成,所述多孔碳基質具有孔道若干,所述硅粉分布于所述孔道中。
7.本技術所提供的硅碳負極材料,硅粉分布于多孔碳基質的孔道中,一方面,孔道可為硅的膨脹提供緩沖空間,有效改善硅的體積效應,提高其電化學穩定性,另一方面,將硅粉分布于孔道中,一定程度上提高了硅粉的分散性,且無需引入其他成分,材料的純度高,有利于提高材料的克容量。
8.第二方面,本技術提供了一種硅碳負極材料的制備方法,包括以下步驟:
9.提供碳基質前驅體;
10.將所述碳基質前驅體和硅粉進行混合處理,以使得所述硅粉附著在所述碳基質前驅體的表面,獲得硅碳復合物;
11.將所述硅碳復合物進行擴孔處理,以使得所述硅碳復合物中的碳基質前驅體形成多孔碳基質并使得所述硅粉進入所述多孔碳基質的孔道中,獲得所述硅碳負極材料。
12.本技術所提供的硅碳負極材料的制備方法,
聲明:
“硅碳負極材料及其制備方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)