產品參數 |
品牌 | 南漿科技 |
產品特性 | 負極 |
產地 | 云南 |
功能 | 負極 |
規格 | 255 |
適用范圍 | 電池負極 |
顏色 | 黑色 |
4 | 5 |
55 | 77 |
79 | 54 |
可售賣地 | 全國 |
材質 | 碳纖維 |
等級 | 一級 | |
.本發明屬于鋰離子電池領域,涉及一種負極材料,尤其涉及一種硅碳負極材料及其制備方法與應用。
怒江硅碳電力電池負極材料
背景技術:
2.硅負極材料因其具有較高的理論比容量(>3000mah/g),以及較低的反應電位(<0.4v),而被應用于高能量密度的動力電池體系。然而,由于硅鋰化后,會發生嚴重的體積膨脹(約400%),使材料極易粉化脫落,因此,硅基負極的循環穩定性較差。
3.目前 研究的硅碳復合負極材料,雖然能有效緩解硅的體積膨脹問題,但是由于硅與碳材料在熱力學上親和性差,因此碳包覆的效果不佳,長期循環后,負極材料依然存在粉化脫落的問題。同時,包覆致密的硅碳負極材料,工藝流程復雜且合成時間長。
4.基于以上研究,提供一種硅碳負極材料的制備方法,所述制備方法能簡便并快捷地合成出碳包覆致密的硅碳負極材料,成為了目前迫切需要解決的問題。
技術實現要素:
5.本發明的目的在于提供一種硅碳負極材料及其制備方法與應用,能通過簡易的制備方法合成包覆致密的硅碳負極材料,并且硅在石墨中的插入深度更深,保護作用更好,能提升硅碳負極材料的比容量以及循環穩定性。
6.為達到此發明目的,本發明采用以下技術方案:
7.方面,本發明提供了一種硅碳負極材料的制備方法,所述制備方法包括:
8.燒結硅合金與石墨的混合料,洗滌,得到所述硅碳負極材料;
9.所述硅合金包括鉀硅合金和/或鋰硅合金。
10.本發明通過硅合金與石墨燒結,利用金屬與石墨的插層反應,將硅帶入到石墨的片層中,之后再通過洗滌的方式去除多余的金屬,從而形成結合致密的硅碳負極材料,相較于物理混合的硅碳負極材料,本發明所述硅碳負極材料,硅在石墨中的插入深度更深,保護作用更好。
11.優選地,所述硅合金包括鉀硅合金。
12.本發明所述鉀硅合金在洗滌過程中,鉀更易被洗滌掉,從而得到純度高的硅碳負極材料,而未完全洗去的鉀,以
k4si
23怒江硅碳電力電池負極材料
的形式殘留在硅碳負極材料中,用以穩定硅碳的結構,強化硅與石墨的結合力,來提高硅碳負極材料的穩定性。
13.優選地,所述硅合金與石墨的質量比為(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,但不限于所列舉的數值,數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
14.優選地,所述硅合金采用如下方法得到:
15.混合硅與金屬,煅燒后得到所述硅合金;
16.所述金屬包括鉀和/或鋰。
17.優選地,所述金屬與硅的摩爾比為(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,但不限于所列舉的數值,數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
18.優選地,所述煅燒的溫度為600℃至850℃,時間為3h至10h。
19.所述煅燒的溫度為600℃至850℃,例如可以是600℃、700℃、750℃、800℃或850℃,但不限于所列舉的數值,數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
20.所述煅燒的時間為3h至10h,例如可以是3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h,但不限于所列舉的數值,數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
21.所述混合為研磨混合10min至20min,例如可以是10min、15min或20min,但不限于所列舉的數值,數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
22.優選地,所述洗滌的溶劑包括去離子水和/或無水乙醇。