硅碳負極材料及其制備方法和應用與流程

1.本發(fā)明屬于二次電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅碳負極材料及其制備方法和應用。 背景技術(shù)： 2.目前鋰離子電池技術(shù)受限于能量密度導致電動(dòng)汽車(chē)有限續航里程的問(wèn)題，給用戶(hù)帶來(lái)續航焦慮，嚴重制約著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)占有率。提升電池能量密度主要通過(guò)優(yōu)化電池結構和提升材料的能量密度兩種途徑，負極材料在電池質(zhì)量占比約為16％，使用高容量負極材料是提升電池能量密度的有效手段之一。 3.傳統鋰離子電池負極材料為石墨材料，但其理論容量較低(372mah/g)，無(wú)法滿(mǎn)足于市場(chǎng)的需求。硅基負極材料具有與石墨相似的脫鋰電位，且擁有較高的理論比容量(4200mah/g)，作為鋰電池負極，在提高動(dòng)力電池性能上有著(zhù)巨大的應用潛力，但是硅基材料在充放電過(guò)程中存在巨大的體積效應(＞300％)，導致形成的固體電解質(zhì)界面膜不穩定，顆粒易發(fā)生破裂和粉化，從而喪失與集流體的電接觸，最終導致電極容量快速衰減和較低的庫侖效率，造成循環(huán)性能急劇下降。因此，如何提升循環(huán)性能對硅材料在鋰離子電池中的應用有重大意義。 技術(shù)實(shí)現要素： 4.本發(fā)明的目的在于提供一種硅碳負極材料及其制備方法，本發(fā)明提供的制備方法得到的硅碳負極材料具有優(yōu)越的比容量和循環(huán)穩定性。 5.為了實(shí)現上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 6.本發(fā)明提供了一種硅碳負極材料的制備方法，包括以下步驟： 7.采用化學(xué)氣相沉積法，將金屬化合物進(jìn)行第一碳包覆，得到多孔碳基質(zhì)前驅體；所述金屬化合物包括氧化鉀、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、碳酸鈉、碳酸鎂和碳酸鈣中的一種或多種； 8.將所述多孔碳基質(zhì)前驅體進(jìn)行酸洗，得到多孔碳基質(zhì)； 9.采用化學(xué)氣相沉積法，將所述多孔碳基質(zhì)進(jìn)行硅沉積，得到硅碳前驅體； 10.采用有機碳源裂解的方式，將所述硅碳前驅體進(jìn)行第二碳包覆，得到所述硅碳負極材料。 11.優(yōu)選地，所述金屬化合物的中值粒徑為10nm～100μm； 12.所述第一碳包覆采用的碳源包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯和乙炔中的一種或多種；所述碳源的氣體流量為0.1～5l/min； 13.所述第一碳包覆的溫度為700～900℃，時(shí)間為0.5～12h；所述第一碳包覆在惰性氣體中進(jìn)行。 14.優(yōu)選地，所述酸洗采用的酸為稀鹽酸、稀硫酸和稀硝酸中的一種或多種； 15.所述酸的濃度為0.5～5mol/l；所述酸與金屬化合物的摩爾比大于1.2：1； 16.所述酸洗的時(shí)