CN111600005A - 一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法，属于锂电池技术领域。该方法是在充满氩气的手套箱中进行以下步骤的操作：称取硅粉和硫化锑粉末加入到球磨罐中，球磨得到混合粉末；将混合粉末分散到由乙醇和去离子水组成的混合溶剂中，搅拌得混合溶液A；向混合溶液A中依次加入碳源和NH4OH溶液，搅拌均匀，最后加入甲醛；连续搅拌20～30小时后过滤，并用乙醇洗涤多次，干燥得前驱体；将前驱体在还原性气体中，高温碳热还原，即可得到多孔Si/C复合材料。本发明的方法制备通过在Si的表面包覆电化学稳定的碳壳，且碳壳形成有多孔结构，可有效缓解硅在充放电过程中产生的应力，从而提高Si负极的循环稳定性。

Description

一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法
【技术领域】
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法。
【背景技术】
锂金属是自然界所有金属中密度最小(密度为0.534g/cm3)，且具有极低的标准还原电位(-3.04V)，是金属元素中电位最负的一个元素，锂也具有较高的理论容量(3860mAh/g)。但由于锂金属作为负极，电池在充放电过程中会形成锂枝晶，造成电池短路，最终可能引起电池燃烧甚至爆炸，所以一般说的锂电是指锂离子电池。锂离子电池被广泛用于手机，笔记本电脑等电子产品中的电池。
锂离子电池是指一种可充电二次电池，主要依赖于Li+在正负极之间的反复自由的脱出/嵌入，在充电时，锂离子从正极材料中脱出，透过隔膜转移到负极材料中，同时电子也从正极出发，经外电路到达负极；在放电时，锂离子又从负极材料中脱出重新回到正极，同时电子也从负极出发，经过外电路到达正极。因此锂离子电池的充放电实质就是锂离子在正负材料之间的脱锂和嵌锂过程。锂离子电池能量密度大、工作电压高、自放电率低、无记忆效应、使用寿命长、绿色环保等优点。其中，负极材料占总成本的25％～28％，在整个电池中起着决定性的作用。与锂离子正极材料相比，由于商业化石墨负极较低的理论比容量(372mAh g-1)严重的限制了高能量密度锂离子电池的发展，因此，研发一种高比容量锂离子电池负极材料迫在眉睫。
硅作为最有希望替代商业石墨的负极材料之一，具有较高的理论比容量为3590mAh/g，Si的锂化电位大约在0.2V vs.Li+/Li，这可以避免枝晶的形成，提高了电池的安全性。然而在脱嵌里过程中Si会产生巨大的体积膨胀，造成活性物质的粉化和损失，并且Li+在Si电极中缓慢的扩散动力学(扩散系数介于10-14～10-13)和Si的本征导电率低(10-5～10-3S/cm)也会明显影响Si负极材料的倍率性能和库伦效率。因此，针对Si负极材料研究已经已经成为锂离子电池负极材料研究的热点。但是Si负极材料差的循环稳定性和循环寿命短的问题一直没有得到有效的解决，成为了限制Si负极商业化应用的最大阻碍。因此，开发具有循环稳定性好、循环寿命长和倍率性能好的Si负极材料是非常重要的课题，对于突破材料的应用瓶颈，加快Si负极材料的商业化应用具有重要意义。
【发明内容】
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法，本发明的方法制备通过在Si的表面包覆电化学稳定的碳壳，且碳壳形成有多孔结构，可有效缓解硅在充放电过程中产生的应力，从而提高Si负极的循环稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法，包括以下步骤的操作：
(1)在充满氩气的手套箱中称取硅粉和硫化锑粉末加入到球磨罐中，保持球磨罐处于惰性气氛中以400～600rpm的转速高速球磨18～25h；球磨完成后，收集得到混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末分散到由乙醇和去离子水组成的混合溶剂中，搅拌0.3～1小时，得混合溶液A；混合溶剂中乙醇和去离子水的体积比为6～7：1；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液A中依次加入碳源和NH4OH溶液，分别搅拌均匀，最后加入甲醛；连续搅拌20～30小时后过滤，并用乙醇洗涤多次，干燥得前驱体；
(4)将前驱体在还原性气体中，以2～3℃/min的升温速率，升温至750-800℃，保温1.5-2.5h，碳热还原，即可得到多孔Si/C复合材料。
本发明中，优选地，所述步骤(1)中所用的硅粉是微米级的。
本发明中，优选地，所述步骤(1)中硅粉和硫化锑粉末的质量比为1:1。
本发明中，优选地，所述步骤(2)中混合粉末和混合溶剂的固液比为：1g：87.5～100ml。
本发明中，优选地，所述步骤(3)中所用的碳源是间苯二酚、蔗糖、葡萄糖、多巴胺、聚丙烯醇的一种或几种。
本发明中，优选地，所述步骤(3)中所用的碳源质量为步骤(1)中混合粉末质量的1/5～1/4。
本发明中，优选地，所述步骤(3)中所用的NH4OH溶液的质量浓度为为25～28％，用量为混合溶液A体积的3～5％；甲醛的用量为混合溶液A体积的0.3～0.4％。
本发明中，优选地，所述步骤(3)中的干燥是在80℃的温度下进行干燥。
本发明中，优选地，所述还原性气体是纯氢气、氩氢混合气和氮氢混合气中的一种。
本发明以微米硅为硅源，Sb2S3作为硬模板，以间苯二酚-甲醛为碳源，以氨水提供碱性环境，通过甲醛与碳源的聚合，形成包覆层，通过模板法和后续的聚合包覆法，并结合简单的机械球磨法与碳热还原法制备得到一种独特的多孔Si/C复合材料，Sb2S3模板在高温加热移除后形成的多孔结构可以提供缓冲区域并有效的抑制硅在充放电过程中的体积膨胀问题，解决材料因体积膨胀导致的结构稳定性差的问题，显著提高材料的循环稳定性；另外，热解得到的碳包覆层可以有效提高复合材料的导电性以及进一步缓冲硅负极材料的体积膨胀，从而实现复合材料循环稳定性和循环寿命的大幅度提高。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明得到的多孔Si/C复合材料可用作锂离子电池负极材料，提高电池的循环稳定性和循环寿命。将其作为锂离子电池负极材料时，可以同时实现缓冲体积膨胀、缩短锂离子传输路径、提高材料导电性。使得制备的锂离子电池具有稳定性高、循环寿命长、倍率性能好等优点，能有效满足高能量密度锂离子电池的实际应用需求。本发明制备的材料是一种具有商业化应用前景的理想锂离子电池负极材料。
2、本发明所制备的多孔Si/C复合材料尺寸在微米级以上、纯度高、振实密度高。
3、本发明所用的模板剂Sb2S3不需要酸碱处理，直接烧结去除，制备工艺简单，原料廉价易得，成本低，环境友好，适宜大规模生产。
【附图说明】
图1为实施例1制得的多孔Si/C复合材料的XRD图谱。
图2为实施例1制得的多孔Si/C复合材料的TEM图。
图3为实施例1和对比例1、2制得的负极材料制作成电池后在0.5A/g电流密度下的循环性能图。
【具体实施方式】
为了更清楚地表达本发明，以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法，包括以下步骤的操作：
(1)在充满氩气的手套箱中以1：1的质量比称取0.2g硫化锑粉末和0.2g微米级的硅粉加入到球磨罐中，球磨罐中有50g的不锈钢钢珠，保持球磨罐处于惰性气氛中以400rpm的转速高速球磨25h；球磨完成后，收集得到混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末分散到由30mL乙醇和5mL去离子水组成的混合溶剂中，搅拌0.3小时，得混合溶液A；混合粉末和混合溶剂的固液比为：1g：87.5ml；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中依次加入碳源间苯二酚和NH4OH溶液，碳源质量为步骤(1)中混合粉末质量的1/5，NH4OH溶液的质量浓度为为25％，用量为混合溶液A体积的3％；分别搅拌均匀，最后加入混合溶液A体积0.3％的甲醛；连续搅拌20小时后过滤，并用乙醇洗涤多次，在80℃的温度下进行干燥得前驱体；
(4)将前驱体在纯氢气、氩氢混合气和氮氢混合气还原性气体中，以2℃/min的升温速率，升温至750℃，保温2.5h，碳热还原，即可得到多孔Si/C复合材料。
对实施例1所得的多孔Si/C复合材料进行XRD分析、TEM分析。所得XRD图谱、TEM图如图1、图2所示。从图1可以看出多孔Si/C复合材料中存在Si和C两种物相，对比Si/Sb2S3与多孔Si/C的XRD图，可以发现Sb2S3在高温处理过程中，被蒸发移除。从图2可以看出多孔Si/C复合材料的碳壳表面相对比较光滑，碳壳之间相互连接一起，这有助于提高材料的导电性，而且从TEM图中我们还可以看到碳包覆的硅纳米颗粒形成微米级的团聚体，这有助于减少了复合材料的比表面积和振实密度，从图2中可以看出聚集的硅碳复合材料中有大量由于Sb2S3被移除留下的孔隙，可在一定程度上限制硅的体积变化。
实施例2
一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法，包括以下步骤的操作：
(1)在充满氩气的手套箱中以1：1的质量比称取0.2g硫化锑粉末和0.2g微米级的硅粉加入到球磨罐中，球磨罐中有50g的不锈钢钢珠，保持球磨罐处于惰性气氛中以500rpm的转速高速球磨23h；球磨完成后，收集得到混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末分散到由32mL乙醇和5mL去离子水组成的混合溶剂中，搅拌0.5小时，得混合溶液；混合粉末和混合溶剂的固液比为：1g：92.5ml；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中依次加入碳源蔗糖、葡萄糖和NH4OH溶液，碳源质量为步骤(1)中混合粉末质量的0.21，蔗糖和葡萄糖为1:1；NH4OH溶液的质量浓度为为26％，用量为混合溶液A体积的3.5％；分别搅拌均匀，最后加入混合溶液A体积0.32％的甲醛；连续搅拌22小时后过滤，并用乙醇洗涤多次，在80℃的温度下进行干燥得前驱体；
(4)将前驱体在纯氢气、氩氢混合气和氮氢混合气还原性气体中，以2.5℃/min的升温速率，升温至760℃，保温1.8h，碳热还原，即可得到多孔Si/C复合材料。
对实施例2所得的多孔Si/C复合材料进行TEM分析，结果也证实该硅碳复合材料具有核壳结构，硅纳米颗粒被碳壳包覆，多孔Si/C复合材料的碳壳表面相对比较光滑，碳壳之间相互连接一起，这有助于提高材料的导电性，碳包覆的硅纳米颗粒形成微米级的团聚体，且这些团聚体之间具有一些孔隙结构，使得碳壳获得足够的灵活性来限制硅的体积变化。
实施例3
一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法，包括以下步骤的操作：
(1)在充满氩气的手套箱中以1：1的质量比称取0.2g硫化锑粉末和0.2g微米级的硅粉加入到球磨罐中，球磨罐中有50g的不锈钢钢珠，保持球磨罐处于惰性气氛中以450rpm的转速高速球磨20h；球磨完成后，收集得到混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末分散到由34mL乙醇和5mL去离子水组成的混合溶剂中，搅拌0.6小时，得混合溶液；混合粉末和混合溶剂的固液比为：1g：97.5ml；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中依次加入碳源多巴胺、聚丙烯醇和NH4OH溶液，碳源质量为步骤(1)中混合粉末质量的0.24，NH4OH溶液的质量浓度为为27％，用量为混合溶液A体积的4.2％；分别搅拌均匀，最后加入混合溶液A体积0.36％的甲醛；连续搅拌28小时后过滤，并用乙醇洗涤多次，在80℃的温度下进行干燥得前驱体；
(4)将前驱体在纯氢气、氩氢混合气和氮氢混合气还原性气体中，以2.8℃/min的升温速率，升温至780℃，保温1.8h，碳热还原，即可得到多孔Si/C复合材料。
对实施例3所得的多孔Si/C复合材料进行TEM分析，结果也证实该硅碳复合材料具有核壳结构，硅纳米颗粒被碳壳包覆，多孔Si/C复合材料的碳壳表面相对比较光滑，碳壳之间相互连接一起，这有助于提高材料的导电性，碳包覆的硅纳米颗粒形成微米级的团聚体，且这些团聚体之间具有一些孔隙结构，使得碳壳获得足够的灵活性来限制硅的体积变化。
实施例4
一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法，包括以下步骤的操作：
(1)在充满氩气的手套箱中以1：1的质量比称取0.2g硫化锑粉末和0.2g微米级的硅粉加入到球磨罐中，球磨罐中有50g的不锈钢钢珠，保持球磨罐处于惰性气氛中以600rpm的转速高速球磨18h；球磨完成后，收集得到混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末分散到由35mL乙醇和5mL去离子水组成的混合溶剂中，搅拌0.3～1小时，得混合溶液；混合粉末和混合溶剂的固液比为：1g：100ml；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液中依次加入碳源聚丙烯醇和NH4OH溶液，碳源质量为步骤(1)中混合粉末质量的1/4，NH4OH溶液的质量浓度为为28％，用量为混合溶液A体积的5％；分别搅拌均匀，最后加入混合溶液A体积0.4％的甲醛；连续搅拌30小时后过滤，并用乙醇洗涤多次，在80℃的温度下进行干燥得前驱体；
(4)将前驱体在纯氢气、氩氢混合气和氮氢混合气还原性气体中，以3℃/min的升温速率，升温至800℃，保温1.5h，碳热还原，即可得到多孔Si/C复合材料。
对实施例4所得的多孔Si/C复合材料进行TEM分析，结果也证实该硅碳复合材料具有核壳结构，硅纳米颗粒被碳壳包覆，多孔Si/C复合材料的碳壳表面相对比较光滑，碳壳之间相互连接一起，这有助于提高材料的导电性，碳包覆的硅纳米颗粒形成微米级的团聚体，且这些团聚体之间具有一些孔隙结构，使得碳壳获得足够的灵活性来限制硅的体积变化。
对比例1
该对比例与实施例2的不同之处在于，在步骤(1)中，不加入硫化锑粉末，按照相同的实验步骤，得Si@C复合材料。
对比例2
该对比例2以硅粉为原料，不进行任何处理，得到Si材料。
电化学性能测试：
将实施例1-4和对比例1、2制备得到的产品材料分别制作成负极，并组装成电池，测试电池的循环性能，具体方法如下：按照70:15:15的质量比例制备得到的将产品材料、导电炭黑、粘结剂CMC加入去离子水混合，搅拌得浆料，然后将浆料涂在集流体铜箔上，在鼓风干燥机中以80℃干燥12h，进行辊压后裁成12mm的圆极片。以金属锂片作为对电极、Celgard2300型为隔膜，1mol/L-LiFP-EC:DMC：EMC(1：1：1)为电解液，10％的FEC作为添加剂在充满氩气的手套箱中组装得到CR2032型纽扣实验电池。将制备好的电池在0.5A/g电流密度下经过500次循环，测试其初始放电比容量、经过500次循环后的比容，并计算其循环保持率如下表1和表2所示。
表1本发明的复合材料应用于电池中的循环性能
初始放电比容量(mAh/g) 500次循环后的比容量(mAh/g) 循环保持率(％)
实施例1 851.3 735.9 86.4
实施例2 863.4 740.8 85.8
实施例3 854.3 736.0 86.2
实施例4 850.1 726.9 85.5
表2对比例中的材料应用于电池中的循环性能
初始放电比容量(mAh/g) 150次循环后的比容量(mAh/g) 循环保持率(％)
对比例1 869.3 356.8 41.0
对比例2 863.4 240.7 27.9
其中，实施例1和对比例1、2的循环曲线图见图3，其中Si@Void@C代表经过本发明处理得到的复合材料，Si@C代表对比例1制备得到的复合材料；Si代表对比例2未经处理的负极材料，从图3和表1可以看出，本发明制备的负极材料在制作成纽扣电池后，经过500圈循环后仍然可保持726.9mAh/g以上的可逆容量,循环保持率为85.5％以上，而未经本发明的方法处理的负极材料，在循环150次时，容量即下降至41.0％和27.9％，说明本发明的方法制备得到的碳壳具有很好的电化学稳定性并由于Sb2S3移除过产生的多孔结构，可有效缓解硅在充放电过程中产生的应力，从而提高Si负极的循环稳定性。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤的操作：
(1)在充满氩气的手套箱中称取硅粉和硫化锑粉末加入到球磨罐中，保持球磨罐处于惰性气氛中以400～600rpm的转速高速球磨18～25h；球磨完成后，收集得到混合粉末；
(2)将步骤(1)所得混合粉末分散到由乙醇和去离子水组成的混合溶剂中，搅拌0.3～1小时，得混合溶液A；混合溶剂中乙醇和去离子水的体积比为6～7：1；
(3)向步骤(2)得到的混合溶液A中依次加入碳源和NH4OH溶液，分别搅拌均匀，最后加入甲醛；连续搅拌20～30小时后过滤，并用乙醇洗涤多次，干燥得前驱体；
(4)将前驱体在还原性气体中，以2～3℃/min的升温速率，升温至750～800℃，保温1.5～2.5h，碳热还原，即可得到多孔Si/C复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中所用的硅粉为1～100微米。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中硅粉和硫化锑粉末的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中混合粉末和混合溶剂的固液比为：1g：87.5～100ml。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中所用的碳源是间苯二酚、蔗糖、葡萄糖、多巴胺、聚丙烯醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中所用的碳源质量为步骤(1)中混合粉末质量的1/5～1/4。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中所用的NH4OH溶液的质量浓度为为25～28％，用量为混合溶液A体积的3～5％；甲醛的用量为混合溶液A体积的0.3～0.4％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的干燥是在80℃的温度下进行干燥。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述还原性气体是纯氢气、氩氢混合气和氮氢混合气中的一种。
10.由权利要求1-9所述的制备方法制备得到的锂离子电池负极材料多孔Si/C复合材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114267830A (zh) * 2021-12-13 2022-04-01 荆门亿纬创能锂电池有限公司 采用花生壳制备负载锑的硅碳复合负极材料的方法、复合负极材料和锂离子电池

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103236520A (zh) * 2013-04-24 2013-08-07 北京科技大学 一种锂离子电池氧化硅/碳复合负极材料的制备方法
DE102013007474A1 (de) * 2013-04-30 2014-10-30 Hans-Josef Sterzel Anordnung zur reversiblen Speicherung elektrischer Energie auf der Basis von zwei Halbleitern und einem ferroelektrischen Halbleiter niedriger Schmelztemperatur und entgegen gesetzten Leitungstyps
CN105428611A (zh) * 2015-11-03 2016-03-23 盐城工学院 一种高性能多孔-中空复合负极材料及其制备方法和应用
CN105449214A (zh) * 2016-01-12 2016-03-30 广西师范大学 一种纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料及其制备方法
US20170222219A1 (en) * 2016-01-28 2017-08-03 Dong Sun Ordered nano-porous carbon coating on silicon or silicon/graphene composites as lithium ion battery anode materials
CN108172787A (zh) * 2017-09-18 2018-06-15 浙江大学 一种单分散空心纳米硅/碳球及其制备方法和应用
WO2019039856A1 (ko) * 2017-08-25 2019-02-28 동아대학교 산학협력단 다공성 실리콘-탄소 복합체의 제조방법, 상기 제조방법에 의해 제조된 다공성 실리콘-탄소 복합체를 포함하는 이차전지 음극 및 상기 이차전지 음극을 포함하는 이차전지
CN109755483A (zh) * 2017-11-03 2019-05-14 北京万源工业有限公司 一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法及应用
US20190221835A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 Kureha Corporation Battery negative electrode material, method for manufacturing same, negative electrode for secondary battery, and secondary battery
CN110048101A (zh) * 2019-04-03 2019-07-23 江苏科技大学 一种硅氧碳微球复合负极材料及其制备方法与应用
CN110078115A (zh) * 2019-06-08 2019-08-02 湘潭大学 一种Sb2S3调控SnS微米球形貌的水热制备方法
CN110323439A (zh) * 2019-07-31 2019-10-11 深圳大学 一种锂离子电池负极材料及其制备方法
CN110474049A (zh) * 2019-08-22 2019-11-19 中南大学 一种锂离子电池硫化锑纳米棒负极的制备方法
CN110828809A (zh) * 2019-11-20 2020-02-21 厦门大学 一种气泡珊瑚形态的硅碳复合材料及其制备方法和应用

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103236520A (zh) * 2013-04-24 2013-08-07 北京科技大学 一种锂离子电池氧化硅/碳复合负极材料的制备方法
DE102013007474A1 (de) * 2013-04-30 2014-10-30 Hans-Josef Sterzel Anordnung zur reversiblen Speicherung elektrischer Energie auf der Basis von zwei Halbleitern und einem ferroelektrischen Halbleiter niedriger Schmelztemperatur und entgegen gesetzten Leitungstyps
CN105428611A (zh) * 2015-11-03 2016-03-23 盐城工学院 一种高性能多孔-中空复合负极材料及其制备方法和应用
CN105449214A (zh) * 2016-01-12 2016-03-30 广西师范大学 一种纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料及其制备方法
US20170222219A1 (en) * 2016-01-28 2017-08-03 Dong Sun Ordered nano-porous carbon coating on silicon or silicon/graphene composites as lithium ion battery anode materials
WO2019039856A1 (ko) * 2017-08-25 2019-02-28 동아대학교 산학협력단 다공성 실리콘-탄소 복합체의 제조방법, 상기 제조방법에 의해 제조된 다공성 실리콘-탄소 복합체를 포함하는 이차전지 음극 및 상기 이차전지 음극을 포함하는 이차전지
CN108172787A (zh) * 2017-09-18 2018-06-15 浙江大学 一种单分散空心纳米硅/碳球及其制备方法和应用
CN109755483A (zh) * 2017-11-03 2019-05-14 北京万源工业有限公司 一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法及应用
US20190221835A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 Kureha Corporation Battery negative electrode material, method for manufacturing same, negative electrode for secondary battery, and secondary battery
CN110048101A (zh) * 2019-04-03 2019-07-23 江苏科技大学 一种硅氧碳微球复合负极材料及其制备方法与应用
CN110078115A (zh) * 2019-06-08 2019-08-02 湘潭大学 一种Sb2S3调控SnS微米球形貌的水热制备方法
CN110323439A (zh) * 2019-07-31 2019-10-11 深圳大学 一种锂离子电池负极材料及其制备方法
CN110474049A (zh) * 2019-08-22 2019-11-19 中南大学 一种锂离子电池硫化锑纳米棒负极的制备方法
CN110828809A (zh) * 2019-11-20 2020-02-21 厦门大学 一种气泡珊瑚形态的硅碳复合材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUNRULI: "A novel MoS2 nanosheets-decorated Sb@Sb2S3@C tubular composites as anode material for high performance lithium ion battery", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *
QICHANG PAN等: "Construction of MoS2/C Hierarchical Tubular Heterostructures for High-Performance Sodium Ion Batteries", 《ACS NANO》 *
孙燕娜等: "Sn/Si/MoS2/C复合材料的制备及性能研究", 《 第三届全国新能源与化工新材料学术会议暨全国能量转换与存储材料学术研讨会论文集》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114267830A (zh) * 2021-12-13 2022-04-01 荆门亿纬创能锂电池有限公司 采用花生壳制备负载锑的硅碳复合负极材料的方法、复合负极材料和锂离子电池

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