CN103000865A - 制备碳纤维-硅纳米线负极材料的方法 - Google Patents

制备碳纤维-硅纳米线负极材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103000865A
CN103000865A CN2012104738788A CN201210473878A CN103000865A CN 103000865 A CN103000865 A CN 103000865A CN 2012104738788 A CN2012104738788 A CN 2012104738788A CN 201210473878 A CN201210473878 A CN 201210473878A CN 103000865 A CN103000865 A CN 103000865A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon fiber
silicon
silicon nanowire
silicon nanowires
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012104738788A
Other languages
English (en)
Inventor
崔立峰
杜莉莉
王辉
杨克涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU KING LITHIUM CELL CO Ltd
Original Assignee
JIANGSU KING LITHIUM CELL CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU KING LITHIUM CELL CO Ltd filed Critical JIANGSU KING LITHIUM CELL CO Ltd
Priority to CN2012104738788A priority Critical patent/CN103000865A/zh
Publication of CN103000865A publication Critical patent/CN103000865A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及一种制备碳纤维－硅纳米线负极材料的方法。其步骤是：一、硅纳米线负极材料的制备，先在硅片表面真空蒸镀金一层5－10纳米厚的金膜；在管式炉内通入氩/氢气混合气后置入镀金膜后的硅片，管式炉升温至700－800℃，保温3－4小时，然后降温至450－550℃，通入硅烷气体，沉积时间为1.5－2.5小时，随炉冷却至室温，得到一层硅纳米线；二、球磨法制备碳纤维-硅纳米线复合材料，将步骤一得到的硅纳米线与碳纳米纤维按1∶1的摩尔比配制，再与聚氨酯球一起置于三维混合罐中混合，得到碳纤维-硅纳米线复合材料。本发明方法制备的负极材料可以提高材料的循环稳定性；材料表面均匀分散在碳基体中，提高了材料的导电性。

Description

制备碳纤维-硅纳米线负极材料的方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池负极材料的制备，具体是一种制备碳纤维－硅纳米线负极材料的方法。 
背景技术
硅负极材料作为锂离子电池的负极材具有比容量高、充放电电位低、较高的质量与体积比能量、价格便宜资源丰富，与环境友好的优点。但其存在以下缺点：1、导电性较差；2、该材料在充放电过程中伴随着较大的体积变化，导致材料的循环寿命较短。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高锂离子电池的负极材料的循环性、延长寿命、提高材料导电性的制备碳纤维-硅纳米线负极材料的方法。 
本发明的制备碳纤维-硅纳米线负极材料的方法包括以下步骤： 
步骤一，硅纳米线负极材料的制备，先将硅片用丙酮超声清洗后烘干，然后在其表面真空蒸镀金一层5－10纳米厚的金膜；在管式炉内通入氩/氢气混合气，然后置入镀金膜后的硅片，氩/氢气混合气气流量设定范围为0.02－0.04m3/h，管式炉升温至700－800℃，保温3－4小时，然后，将管式炉降温至450－550℃，然后通入硅烷气体，气流量设定范围为0.02－0.04m3/h，沉积时间为1.5－2.5小时，随炉冷却至室温，将硅片取出，可以得到一层硅纳米线； 
步骤二，球磨法制备碳纤维-硅纳米线复合材料，将步骤一得到的硅纳米线与碳纳米纤维按1∶1的摩尔比配制，再按照1:1.5－1.35的质量比与聚氨酯球一起 置于三维混合罐中混合，球磨3－6h后,得到碳纤维-硅纳米线复合材料。 
本发明方法制备的碳纤维-硅纳米线复合材料作为锂离子电池的负极材料，具有以下的优点：1、纳米级硅颗粒较小，比表面积大，可以提高材料的循环稳定性。2、该材料表面均匀分散在碳基体中，提高了材料的导电性。 
具体实施方式
本发明方法的实施例经过以下步骤： 
一、硅纳米线负极材料的制备 
先将硅片用丙酮超声清洗15分钟，于鼓风干燥箱50℃烘干，然后在其表面真空蒸镀金一层8纳米厚的金膜；将镀金膜后的硅片置入管式炉前，炉内通入氩/氢气混合气至少30分钟，然后置入镀金膜后的硅片，此时，氩/氢气混合气气流量设定范围为0.02－0.04m3/h，管式炉升温至750℃，保温3小时，然后，将管式炉降温至500℃，然后通入硅烷气体，气流量设定范围为0.02－0.04m3/h，沉积时间为2小时，随炉冷却至室温，将硅片取出，可以得到一层硅纳米线。 
二、球磨法制备碳纤维-硅纳米线复合材料 
将步骤一得到的硅纳米线与碳纳米纤维按1∶1的摩尔比配制，再将两者总量与聚氨酯球按照1:1.4的质量比一起置于三维混合罐中混合(转速为450r/min,球磨周期为30min)，球磨3－6h后,得到碳纤维-硅纳米线复合材料。 
本发明实施例获得的碳纤维-硅纳米线负极材料的性能参数检测结果如下： 
1、硅纳米线粒径为50－100纳米； 
2、用金属锂做参考电极，放电的平均电压在0.8V左右； 
3、2.5V扣电0.2C初次放电容量约1700mAh/g,50周放电循环以后还保有初次容量的80%左右。 

Claims (1)

1.一种制备碳纤维-硅纳米线负极材料的方法，其特征是：包括以下步骤，
步骤一，硅纳米线负极材料的制备，先将硅片用丙酮超声清洗后烘干，然后在其表面真空蒸镀金一层5－10纳米厚的金膜；在管式炉内通入氩/氢气混合气，然后置入镀金膜后的硅片，氩/氢气混合气气流量设定范围为0.02－0.04m3/h，管式炉升温至700－800℃，保温3－4小时，然后，将管式炉降温至450－550℃，然后通入硅烷气体，气流量设定范围为0.02－0.04m3/h，沉积时间为1.5－2.5小时，随炉冷却至室温，将硅片取出，可以得到一层硅纳米线；
步骤二，球磨法制备碳纤维-硅纳米线复合材料，将步骤一得到的硅纳米线与碳纳米纤维按1∶1的摩尔比配制，再按照1:1.5－1.35的质量比与聚氨酯球一起置于三维混合罐中混合，球磨3－6h后, 得到碳纤维-硅纳米线复合材料。
CN2012104738788A 2012-11-20 2012-11-20 制备碳纤维-硅纳米线负极材料的方法 Pending CN103000865A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012104738788A CN103000865A (zh) 2012-11-20 2012-11-20 制备碳纤维-硅纳米线负极材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012104738788A CN103000865A (zh) 2012-11-20 2012-11-20 制备碳纤维-硅纳米线负极材料的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103000865A true CN103000865A (zh) 2013-03-27

Family

ID=47929186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012104738788A Pending CN103000865A (zh) 2012-11-20 2012-11-20 制备碳纤维-硅纳米线负极材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103000865A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10403889B2 (en) 2014-10-21 2019-09-03 RAMOT AT TEL-AVIV UNlVERSITY LTD. High-capacity silicon nanowire based anode for lithium-ion batteries

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011018575A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Mie Univ リチウムイオン二次電池用の負極材料及びリチウムイオン二次電池
CN102630355A (zh) * 2009-11-03 2012-08-08 安维亚系统公司 用于锂离子电池的高容量阳极材料

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011018575A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Mie Univ リチウムイオン二次電池用の負極材料及びリチウムイオン二次電池
CN102630355A (zh) * 2009-11-03 2012-08-08 安维亚系统公司 用于锂离子电池的高容量阳极材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
傅焰鹏: "一维硅纳米材料的制备、表征及作为锂离子电池负极材料的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 8, 15 August 2009 (2009-08-15), pages 020 - 70 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10403889B2 (en) 2014-10-21 2019-09-03 RAMOT AT TEL-AVIV UNlVERSITY LTD. High-capacity silicon nanowire based anode for lithium-ion batteries

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Han et al. A novel anode material derived from organic-coated ZIF-8 nanocomposites with high performance in lithium ion batteries
CN103346324B (zh) 锂离子电池负极材料及其制备方法
CN104752698B (zh) 一种用于锂离子电池负极的硅碳复合材料及其制备方法
CN108832077B (zh) 一种铜掺杂核壳结构硅碳复合材料的制备方法
CN104681787B (zh) 多层薄膜的锂离子电池自支撑硅基负极材料及其制备方法
CN104185917B (zh) 硅-石墨复合颗粒及其制造方法
CN107611406A (zh) 一种硅/石墨烯/碳复合负极材料的制备方法
CN102709566A (zh) 一种锂离子电池球形硅碳复合负极材料及其制备方法
CN102709565A (zh) 一种锂离子电池多孔状硅碳复合负极材料的制备方法
CN103311522A (zh) 一种硅/碳复合微球负极材料及其制备方法和用途
CN103035891B (zh) 石墨烯纳米片与硅复合电极材料及其制备方法
CN109103443B (zh) 硅基负极材料及其制备方法
CN103474667A (zh) 一种锂离子电池用硅碳复合负极材料及其制备方法
CN102593426A (zh) SiOx/C复合材料的制备方法及制得的锂离子电池硅碳负极材料
CN108598391A (zh) 一种锂离子电池用纳米硅复合负极材料
CN104103821B (zh) 硅碳负极材料的制备方法
CN104505501B (zh) 锂离子电池用负极复合材料及其制备方法
CN108682787B (zh) 一种锂离子电池极片及其制备方法
CN107093711B (zh) 单分散的SiOx-C复合微球的宏量制备方法
CN104103820B (zh) 一种锂离子电池球形多孔通道石墨负极材料及其制备方法
CN109786707A (zh) 一种锂离子电池负极复合材料及其制备方法
CN104577053A (zh) 一种硅碳复合锂离子电池负极极片的制备方法
CN108365208A (zh) 一种锂离子电池用纳米硅复合负极材料的制备方法
CN104681785A (zh) 锂离子电池负极涂覆材料及其制备方法
Wang et al. SiOx-based (0< x≤ 2) composites for lithium-ion batteries

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130327