一种球形硅碳负极材料及其制备方法与流程
技术特征:
1.一种球形硅碳负极材料,其特征在于,包括多孔球形掺杂硬碳基底、弥散填充在所述多孔球形掺杂硬碳基底孔内的纳米硅以及包覆在所述多孔球形掺杂硬碳基底表面的碳包覆层。
2.根据权利要求1所述球形硅碳负极材料,其特征在于,所述多孔球形掺杂硬碳基底的掺杂元素为硼、钛或磷中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述球形硅碳负极材料,其特征在于,以所述负极材料的总质量计,碳的含量为45-60%,硅的含量为35-50%,掺杂元素的含量为1-5%。
4.根据权利要求1-3任一项所述球形硅碳负极材料,其特征在于,所述多孔球形掺杂硬碳基底的粒径为0.5-10μm,所述纳米硅的粒径为2-40nm,所述碳包覆层的厚度为5-30nm。
5.一种权利要求1-4任一项所述球形硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
6.根据权利要求5所述球形硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述表面活性剂为司盘80、曲拉通x-100、卵磷脂p123或十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种;所述固化剂为亚乙基二胺、三乙基胺、三甲基胺、三丙基胺、二乙基乙醇胺或六亚甲基四胺中的至少一种;所述醛类化合物为甲醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、2-羟基戊二醛、β-甲基戊二醛、己二醛、庚二醛、辛二醛或马来醛中的至少一种;
7.根据权利要求5或6所述球形硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述掺杂源为硼酸、磷酸或钛酸中的至少一种;
8.根据权利要求5-7任一项所述球形硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述硅源气体包括硅烷、乙炔和惰性气体;
9.根据权利要求5-8任一项所述球形硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述碳源气体包括烷烃和惰性气体;
10.一种锂离子电池,其特征在于,包括权利要求1-4任一项所述负极材料或权利要求5-9任一项所述制备方法制备的负极材料。
技术总结
本发明提出了一种球形硅碳负极材料及其制备方法,所述球形硅碳负极材料包括多孔球形掺杂硬碳基底、弥散填充在所述多孔球形掺杂硬碳基底孔内的纳米硅和包覆在所述多孔球形掺杂硬碳基底表面的碳包覆层。本发明提出的一种球形硅碳负极材料及其制备方法,克服了当前气相沉积硅碳技术中存在的多孔硬碳前驱体合成、硅烷沉积和碳包覆工艺等的难题,并从元素掺杂和结构设计层面克服了现有硅面临的体积膨胀,循环性能差等问题。
技术研发人员:许家齐
受保护的技术使用者:合肥国轩新材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/21
技术研发人员:许家齐
技术所有人:合肥国轩新材料科技有限公司
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