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硅碳负极材料及其制备方法与流程

891   编辑:中冶有色网   来源:恒大新能源技术(深圳)有限公司  
2023-10-10 16:22:39
1.本技术属于二次电池技术领域,尤其涉及一种硅碳负极材料及其制备方法。 背景技术: 2.硅负极材料在电池充放电过程中存在巨大的体积变化(200%-400%),导致电极活性材料的脱落、粉化,甚至导致电极结构的损坏,导致电池容量迅速衰减,严重制约了其工业化应用。 3.由于碳材料结构稳定,在充放电过程中体积变化相对较小,具有较好的循环稳定性,且与硅的化学性质相近,人们常将si和c复合,以达到改善硅的体积效应,提高其电化学稳定性的目的。目前将si和c复合的方法包括:1)将纳米硅与石墨混合进行碳包覆,该法工艺繁琐,成本较高,且不能保证硅粒子的均匀分散;2)构建具有多孔结构的碳材料,然后将纳米硅镶嵌在多孔结构中,以达到改善硅负极材料的膨胀的目的。多孔结构常采用模板法制备,由于模板模型的构建及消除工序导致模板法的成本较高。为了将纳米硅镶嵌在多孔结构中,部分研究者将纳米硅和多孔活性炭置于溶液中进行超声分散,然后将混合物进行干燥,然而,由于多孔活性炭具有较高的比表面积,其较强的吸附能力会在超声过程中将溶液吸至其孔道内,阻碍纳米硅进入孔道,导致大部分纳米硅只能附着在孔道口处,降低了材料的容量,且对硅的体积效应的改善作用有限。 技术实现要素: 4.本技术的目的在于提供一种硅碳负极材料及其制备方法,旨在解决现有硅负极材料在电池充放电过程中存在巨大的体积变化的问题。 5.本技术采用的技术方案如下: 6.第一方面,本技术提供了一种硅碳负极材料,由硅粉和多孔碳基质组成,所述多孔碳基质具有孔道若干,所述硅粉分布于所述孔道中。 7.本技术所提供的硅碳负极材料,硅粉分布于多孔碳基质的孔道中,一方面,孔道可为硅的膨胀提供缓冲空间,有效改善硅的体积效应,提高其电化学稳定性,另一方面,将硅粉分布于孔道中,一定程度上提高了硅粉的分散性,且无需引入其他成分,材料的纯度高,有利于提高材料的克容量。 8.第二方面,本技术提供了一种硅碳负极材料的制备方法,包括以下步骤: 9.提供碳基质前驱体; 10.将所述碳基质前驱体和硅粉进行混合处理,以使得所述硅粉附着在所述碳基质前驱体的表面,获得硅碳复合物; 11.将所述硅碳复合物进行扩孔处理,以使得所述硅碳复合物中的碳基质前驱体形成多孔碳基质并使得所述硅粉进入所述多孔碳基质的孔道中,获得所述硅碳负极材料。 12.本技术所提供的硅碳负极材料的制备方法,
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