产品参数 |
品牌 | 南浆科技 |
产品特性 | 负极 |
产地 | 云南 |
功能 | 负极 |
规格 | 255 |
适用范围 | 电池负极 |
颜色 | 黑色 |
4 | 5 |
55 | 77 |
79 | 54 |
可售卖地 | 全国 |
材质 | 碳纤维 |
等级 | 一级 | |
.本发明属于锂离子电池领域,涉及一种负极材料,尤其涉及一种硅碳负极材料及其制备方法与应用。
怒江硅碳电力电池负极材料
背景技术:
2.硅负极材料因其具有较高的理论比容量(>3000mah/g),以及较低的反应电位(<0.4v),而被应用于高能量密度的动力电池体系。然而,由于硅锂化后,会发生严重的体积膨胀(约400%),使材料极易粉化脱落,因此,硅基负极的循环稳定性较差。
3.目前 研究的硅碳复合负极材料,虽然能有效缓解硅的体积膨胀问题,但是由于硅与碳材料在热力学上亲和性差,因此碳包覆的效果不佳,长期循环后,负极材料依然存在粉化脱落的问题。同时,包覆致密的硅碳负极材料,工艺流程复杂且合成时间长。
4.基于以上研究,提供一种硅碳负极材料的制备方法,所述制备方法能简便并快捷地合成出碳包覆致密的硅碳负极材料,成为了目前迫切需要解决的问题。
技术实现要素:
5.本发明的目的在于提供一种硅碳负极材料及其制备方法与应用,能通过简易的制备方法合成包覆致密的硅碳负极材料,并且硅在石墨中的插入深度更深,保护作用更好,能提升硅碳负极材料的比容量以及循环稳定性。
6.为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
7.方面,本发明提供了一种硅碳负极材料的制备方法,所述制备方法包括:
8.烧结硅合金与石墨的混合料,洗涤,得到所述硅碳负极材料;
9.所述硅合金包括钾硅合金和/或锂硅合金。
10.本发明通过硅合金与石墨烧结,利用金属与石墨的插层反应,将硅带入到石墨的片层中,之后再通过洗涤的方式去除多余的金属,从而形成结合致密的硅碳负极材料,相较于物理混合的硅碳负极材料,本发明所述硅碳负极材料,硅在石墨中的插入深度更深,保护作用更好。
11.优选地,所述硅合金包括钾硅合金。
12.本发明所述钾硅合金在洗涤过程中,钾更易被洗涤掉,从而得到纯度高的硅碳负极材料,而未完全洗去的钾,以
k4si
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的形式残留在硅碳负极材料中,用以稳定硅碳的结构,强化硅与石墨的结合力,来提高硅碳负极材料的稳定性。
13.优选地,所述硅合金与石墨的质量比为(0.6至2):1,例如可以是0.6:1、0.8:1、1:1、1.2:1、1.4:1、1.6:1、1.8:1或2:1,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
14.优选地,所述硅合金采用如下方法得到:
15.混合硅与金属,煅烧后得到所述硅合金;
16.所述金属包括钾和/或锂。
17.优选地,所述金属与硅的摩尔比为(1.005至1.05):1,例如可以是1.005:1、1.007:1、1.009:1、1.01:1、1.03:1或1.05:1,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
18.优选地,所述煅烧的温度为600℃至850℃,时间为3h至10h。
19.所述煅烧的温度为600℃至850℃,例如可以是600℃、700℃、750℃、800℃或850℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
20.所述煅烧的时间为3h至10h,例如可以是3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
21.所述混合为研磨混合10min至20min,例如可以是10min、15min或20min,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
22.优选地,所述洗涤的溶剂包括去离子水和/或无水乙醇。