CN114512654A - 一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用 - Google Patents
一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114512654A CN114512654A CN202210175315.4A CN202210175315A CN114512654A CN 114512654 A CN114512654 A CN 114512654A CN 202210175315 A CN202210175315 A CN 202210175315A CN 114512654 A CN114512654 A CN 114512654A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon
- nano
- silicon
- powder
- composite powder
- 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
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 193
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 118
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 92
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 claims abstract description 50
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 31
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 49
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 14
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 8
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 7
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 4
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 4
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 4
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 4
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 3
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 abstract description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 29
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 19
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 239000002064 nanoplatelet Substances 0.000 description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 2
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- 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
Abstract
本申请涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用。织构炭包覆的纳米硅复合粉体包括内芯以及包覆于内芯表面的织构炭包覆层；内芯包括纳米级硅粉；织构炭包覆层包括热解非晶碳和多个间隔分布的石墨烯纳米片；每个石墨烯纳米片均与纳米级硅粉表面连接且沿纳米级硅粉的径向延伸；热解非晶碳填充于相邻两个石墨烯纳米片的间隙内。相比非晶碳层包覆纳米级硅粉制备的复合粉体，本申请提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体具有更高的强度和导电性；当其用于制备锂离子电池负极材料时，能够显著抑制纳米级硅粉的体积膨胀，具有较高的结构稳定性，可以提高负极材料的导电性以及电化学循环稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用。
背景技术
锂离子电池因其使用方便、能量密度高、性能稳定、安全环保等优点，在便携式电子设备、新能源汽车等领域具有广泛的应用，并且随着这些领域的高度发展，对锂离子电池的需求量越来越大。在众多已知的负极材料中，硅的比容量最高，拥有合理的充放电电压，同时具有储量丰富及成本低的优点。但是，硅作为负极也存在明显的缺点，如电导率不高，易造成充放电过程较大的极化，在锂离子脱嵌过程中体积膨胀大，易造成电极的粉碎或剥落而使容量衰减。
针对以上提到的问题，除了改进电解液、改进粘结剂或使得硅纳米化外，目前通常采用硅与金属、陶瓷、高分子或碳材料形成复合材料来抑制硅的体积膨胀从而提高硅负极的容量和循环稳定性。其中，主要采用碳包覆层包覆硅以抑制硅体积膨胀带来的电化学性能的衰减问题。然而，现有的碳包覆层强度不佳，硅体系膨胀时易发生碳包覆层的剥离，使得硅与电解液直接接触，造成电性能不佳。
发明内容
本申请的目的在于提供一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用，其旨在改善现有的炭包覆的纳米硅复合粉体无法有效抑制在锂离子脱嵌过程中硅体系体积膨胀而导致的电化学性能不佳的技术问题。
本申请第一方面提供一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体，包括内芯以及包覆于内芯表面的织构炭包覆层。内芯包括纳米级硅粉。织构炭包覆层包括热解非晶碳和多个间隔分布的石墨烯纳米片；每个石墨烯纳米片均与纳米级硅粉表面连接且沿纳米级硅粉的径向延伸；热解非晶碳填充于相邻两个石墨烯纳米片的间隙内。
本申请的织构炭包覆的纳米硅复合粉体包括纳米级硅粉内芯以及包覆于纳米级硅粉内芯表面的织构炭包覆层；织构炭包覆层包括多个间隔分布且与纳米级硅粉表面连接并沿纳米级硅粉径向延伸的石墨烯纳米片；热解非晶碳填充于相邻的两个石墨烯纳米片的间隙内，以形成织构化的炭包覆层。由于沿纳米级硅粉径向延伸的石墨烯纳米片具有强化作用，使得织构化的炭包覆层具有更高的强度，能够显著抑制纳米级硅粉的体积膨胀而自身不容易破裂。即使由于纳米级硅粉的体积膨胀而导致织构炭包覆层破裂，也是使得织构炭包覆层是沿纳米级硅粉的径向破裂而不是沿纳米级硅粉的周向破裂，从而使得石墨烯纳米片的一端始终与纳米级硅粉连接，石墨烯纳米片的另一端可以始终用于与锂离子电池负极材料中的导电剂连接，进而保持良好的电接触，有利于提高负极材料的导电性；致密化的热解非晶碳始终附着于纳米级硅粉表面，可以有效阻隔电解液和纳米级硅粉的直接接触，减少电解液的损耗，从而提高负极材料的电化学循环稳定性；同时，由于热解非晶碳和石墨烯纳米片作为一个整体以形成具有织构化结构的炭包覆层，在纳米级硅粉体积膨胀过程中，石墨烯纳米片具有柔性以抵御纳米级硅粉的体积膨胀现象，而热解非晶碳始终填充于石墨烯纳米片的间隙内，有利于保持整个织构炭包覆的纳米硅复合粉体的结构稳定性。
本申请第二方面提供一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法，其包括将上述纳米级硅粉于石墨烯原料气中进行第一反应，得到中间体；将中间体于热解非晶碳原料气中进行第二反应；然后于惰性气氛下，降温至第一预设温度。或，织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法包括将上述纳米级硅粉于石墨烯原料气中进行第一反应，得到中间体；将中间体与聚合物混合后，于氧化气氛下，进行第三反应；然后于惰性气氛下，进行第四反应。
本申请提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法制得的织构炭包覆的纳米硅复合粉体，具有较高的结构稳定性；当其用于制备锂离子电池负极材料时能够显著抑制锂离子脱嵌过程中的纳米级硅粉的体积膨胀现象，提高负极材料的导电性以及电化学循环稳定性。
本申请第三方面提供一种上述第一方面提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体在制备锂离子电池负极材料中的应用。
将本申请提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体用于制备锂离子电池负极材料时，能够显著抑制锂离子脱嵌过程中的纳米级硅粉的体积膨胀现象，提高负极材料的导电性以及电化学循环稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的结构示意图。
图2示出了本申请实施例1提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体扫描电镜图。
图3示出了本申请实施例3提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体扫描电镜图。
图4示出了本申请对比例1提供的硅碳复合粉体扫描电镜图。
图5示出了本申请对比例2提供的硅碳复合粉体扫描电镜图。
图6示出了采用本申请实施例1提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体、实施例3提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体、对比例1提供的硅碳复合粉体以及对比例2提供的硅碳复合粉体制备锂离子电池的电化学循环性能图。
图标：100-织构炭包覆的纳米硅复合粉体；110-内芯；111-纳米级硅粉；120-织构炭包覆层；121-石墨烯纳米片；122-热解非晶碳。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请实施例提供的一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及锂离子电池负极材料进行具体说明。
本申请提供一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体，图1示出了本申请实施例提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体100的结构示意图，请参阅图1，图1仅仅是本申请织构炭包覆的纳米硅复合粉体100的示意图，而并非实物图，织构炭包覆的纳米硅复合粉体100的实物图请参阅图2以及图3。织构炭包覆的纳米硅复合粉体100包括内芯110以及覆盖于内芯110表面的织构炭包覆层120。其中，内芯110包括纳米级硅粉111；织构炭包覆层120包括石墨烯纳米片121以及热解非晶碳122。石墨烯纳米片121的数量为多个，多个石墨烯纳米片121间隔分布；每个石墨烯纳米片121均与纳米级硅粉111的表面连接，且每个石墨烯纳米片121均沿纳米级硅粉111的径向延伸；热解非晶碳122填充于相邻两个石墨烯纳米片121的间隙内。
多个石墨烯纳米片121均与纳米级硅粉111的表面连接且沿纳米级硅粉111的径向延伸，热解非晶碳122填充于相邻的两个石墨烯纳米片121的间隙内，以形成织构炭包覆层120。
由于沿纳米级硅粉111径向延伸的石墨烯纳米片121具有强化作用，使得织构炭包覆层120具有较高的强度，特别是织构炭包覆层120的沿纳米级硅粉111的径向的强度较高；当上述织构炭包覆的纳米硅复合粉体100用于制备锂离子电池负极材料时，能够显著抑制锂离子在脱嵌过程中的纳米级硅粉111的体积膨胀且使得织构炭包覆层120不容易破裂。即使由于纳米级硅粉111的体积膨胀而导致织构炭包覆层120的破裂，也是使得织构炭包覆层120是沿纳米级硅粉111的径向破裂而不是沿纳米级硅粉111的周向破裂，从而使得石墨烯纳米片121的一端始终与纳米级硅粉111连接，石墨烯纳米片121的另一端始终与负极材料中的导电剂连接，进而保持良好的电接触，且由于石墨烯本身具有较佳的导电性，有利于提高负极材料的导电性。
进一步地，即使纳米级硅粉111体积膨胀，致密化的热解非晶碳122也始终附着与纳米级硅粉111的表面，可以有效阻隔外界电解液和纳米级硅粉111的直接接触，减少电解液的损耗，从而提高负极材料的电化学循环稳定性；同时，由于热解非晶碳122和石墨烯纳米片121作为一个整体以形成具有织构炭包覆层120，在纳米级硅粉111体积膨胀过程中，石墨烯纳米片121具有柔性以抵御纳米级硅粉111的体积膨胀现象，而热解非晶碳122始终填充于石墨烯纳米片121的间隙内，有利于保持整个织构炭包覆的纳米硅复合粉体100的结构稳定性，不易造成电极的粉碎或脱落。
在本实施例中，纳米级硅粉111的粒径为10-300nm，纳米级硅粉111的上述粒径范围可以减小纳米级硅粉111本身的体积膨胀现象；作为示例性地，纳米级硅粉111的粒径可以为10nm、30nm、50nm、100nm、150nm或者300nm等等。进一步地，纳米级硅粉111的粒径为30-150nm。
在本实施例中，相邻两个石墨烯纳米片121之间的距离为10-200nm，有利于相邻的两个石墨烯纳米片121之间能够更好地填充热解非晶碳122，从而形成致密的织构炭包覆层120；作为示例性地，相邻两个石墨烯纳米片121之间的距离可以为10nm、50nm、100nm、150nm或者200nm等等。进一步地，相邻两个石墨烯纳米片121之间的距离为10-50nm。
需要说明的是，相邻两个石墨烯纳米片121之间的距离是指：相邻的两个石墨烯纳米片121远离纳米级硅粉111的自由端之间的平均距离。
在本实施例中，沿纳米级硅粉111的径向，石墨烯纳米片121的尺寸为5-200nm，可以保证复合粉体具有较好的电化学性能；若石墨烯纳米片121沿纳米级硅粉111的径向的尺寸过小，则无法满足织构炭包覆层120所需的强度；若石墨烯纳米片121沿纳米级硅粉111的径向的尺寸过大，会使织构炭包覆的纳米硅复合粉体100中硅含量过少，导致其比容量过低；作为示例性地，沿纳米级硅粉111的径向，石墨烯纳米片121的尺寸可以为5nm、20nm、100nm或者200nm等等。进一步地，沿纳米级硅粉111的径向，石墨烯纳米片121的尺寸为20-100nm。
本申请提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体100至少具有以下优点：
本申请提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体100具有较高的结构稳定性，当织构炭包覆的纳米硅复合粉体100用于锂离子电池负极材料时，能够显著抑制纳米级硅粉111的体积膨胀，提高负极材料的导电性以及电化学循环稳定性。
本申请还提供一种上述织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法，包括先在纳米级硅粉表面形成沿纳米级硅粉径向延伸的多个石墨烯纳米片，得到中间体；再在中间体的石墨烯纳米片的间隙内填充热解非晶碳。
先在纳米级硅粉表面形成沿纳米级硅粉径向延伸的多个石墨烯纳米片，相邻的两个石墨烯纳米片的间隙为热解非晶碳的填充提供空间，从而有利于形成致密的织构炭包覆层。
制备中间体的方法包括将纳米级硅粉于石墨烯原料气中进行第一反应。
在本实施例中，石墨烯原料气包括第一碳源气体和氢气；第一碳源气体包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁烷以及环氧乙烷中的至少一种；第一碳源气体为气相生长石墨烯纳米片提供碳源，氢气具有刻蚀作用，与碳源气体的生长作用形成反向平衡，创造生成石墨烯纳米片的反应条件。
在本申请的一些实施例中，石墨烯原料气还包括第一载气，第一载气包括还包括氩气以及氮气中的至少一种。
在本实施例中，第一碳源气体选自甲烷，第一载气选自氩气。
在本实施例中，第一碳源气体和氢气的体积比为1:(2-19)，可以保障第一碳源气体在纳米级硅粉表面沉积形成沿纳米级硅粉径向延伸的石墨烯纳米片。作为示例性地，第一碳源气体和氢气的体积比可以为1:2、1:4、1:8、1:10、1:15或者1:19。进一步地，在本申请的一些实施例中，第一碳源气体和氢气的体积比为1:(2-9)。
在本实施例中，第一反应的温度为900-1200℃，第一反应的时间为1-10h，可以有利于第一碳源气体在纳米级硅粉表面沉积形成沿纳米级硅粉径向延伸的石墨烯纳米片，并达到合适的密度和尺寸。作为示例性地，第一反应的温度可以为900℃、950℃、1000℃、1100℃或者1200℃；第一反应的时间可以为1h、3h、5h或者10h等等。进一步地，第一反应的温度为1000-1200℃，第一反应的时间为2-6h。
在本申请的一些实施例中，织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法还包括：在进行第一反应前，于惰性气氛下将纳米级硅粉加热至900-1200℃，对纳米级硅粉进行预热以达到形成石墨烯纳米片的反应条件，以便后续第一碳源气体可以更好地沉积于纳米级硅粉的表面并沿纳米级硅粉径向延伸。
本申请提供以下两种示例以在中间体的石墨烯纳米片的间隙内填充热解非晶碳；第一示例是利用热解非晶碳原料气在石墨烯纳米片的间隙内沉积热解非晶碳；第二示例是将中间体与聚合物混合后，使得聚合物热解碳化以形成填充于石墨烯纳米片间隙内热解非晶碳。
在第一示例中，利用热解非晶碳原料气在石墨烯纳米片的间隙内沉积热解非晶碳的制备方法包括：将中间体于热解非晶碳原料气中进行第二反应；然后于惰性气氛下，降温至第一预设温度。
在第一示例中，热解非晶碳原料气包括第二碳源气体；第二碳源气体包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔以及丙烯中的至少一种。
进一步地，在本申请的其他实施例中，热解非晶碳原料气还可以包括第二载气，第二载气包括氩气以及氮气中的至少一种。第二载体的作用在于调节第二碳源气体的体积浓度。
在第一示例中，第二反应的温度为700-1200℃，第二反应的时间为0.5-10h，可以有利于热解非晶碳原料气在石墨烯纳米片的间隙内沉积形成热解非晶碳，从而形成织构炭包覆层；作为示例性地，第二反应的温度可以为700℃、800℃、900℃或者1200℃等等，第二反应的时间可以为0.5h、3h、5h或者10h等等。进一步地，第二反应的温度为900-1200℃，第二反应的时间为0.5-8h。
在第一示例中，第一预设温度为10-25℃，惰性气氛下，降温至10-25℃；作为示例性地，第一预设温度可以为10℃、20℃或者25℃等等。
在第一示例的一些实施例中，在石墨烯纳米片的间隙内形成热解非晶碳时，直接对制备中间体后的体系调节至第二反应所需的温度以进行第二反应。
在第二示例中，中间体与聚合物混合后，使得聚合物热解碳化以形成填充于石墨烯纳米片间隙内热解非晶碳的制备方法包括：将中间体与聚合物混合后，于氧化气氛下，进行第三反应；然后于惰性气氛下，进行第四反应。
在第二示例中，聚合物可以选自壳聚糖、酚醛树脂、淀粉、聚丙烯腈、聚乙烯醇以及沥青中的至少一种。
在第二示例的一些实施例中，将中间体与聚合物混合的方法包括：将中间体与含有聚合物的溶液搅拌混合后，再进行蒸发干燥；或，将中间体直接与聚合物固体(例如，聚合物粉末或聚合物颗粒)搅拌混合。
在第二示例中，第三反应的温度为200-500℃，第三反应的时间为1-5h，有利于对聚合物进行稳定化，从而提高热解非晶碳的转化率；作为示例性地，第三反应的温度可以为200℃、300℃、400℃或者500℃等等，第三反应的时间为1h、2h、3h或者5h等等。进一步地，第三反应的温度为300-500℃，第三反应的时间为1-4h。
在第二示例的一些实施例中，在由中间体进行第三反应前，还包括先将制得中间体的体系降温至10-25℃。
在第二示例中，第四反应的温度为700-1000℃，第四反应的时间为2-5h，有利于聚合物的热解碳化以形成热解非晶碳，从而形成织构炭包覆层；作为示例性地，第四反应的温度可以为700℃、800℃、900℃或者1000℃等等，第四反应的时间为2h、3h或者5h等等。
在第二示例的一些是实施例中，在进行第四反应后，还需要将体系温度降温至10-25℃，有利于使得形成的热解非晶碳更加稳定。
本申请提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法至少具有以下优点：
本申请提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法制得的织构炭包覆的纳米硅复合粉体，具有较高的结构稳定性，当其用于制备锂离子电池负极材料时，能够显著抑制锂离子脱嵌过程中的纳米级硅粉的体积膨胀现象，提高负极材料的导电性以及电化学循环稳定性。
本申请还提供一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体在制备锂离子电池负极材料中的应用。
将本申请提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体用于制备锂离子电池负极材料，能够显著抑制锂离子脱嵌过程中的纳米级硅粉的体积膨胀现象，提高负极材料的导电性以及电化学循环稳定性，使得锂离子电池负极材料经0.5C的倍率下测试的循环100周容量保持率在85％以上。
以下结合实施例对本申请的织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法，采用如下步骤：
将粒径为80nm的纳米硅粉放在坩埚内，置于管式炉中，在氩气气氛下，升温至1050℃；通入甲烷和氢气的体积比为1：4的混合气，关闭氩气，保温5h；继续在1050℃下，关闭氢气，通入甲烷气体，保温1h；关闭甲烷气体，氩气气氛下，使管式炉冷却至20℃。
实施例2
本实施例提供一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法，采用如下步骤：
将粒径为80nm的纳米硅粉放在坩埚内，置于管式炉中，在氩气气氛下，升温至1070℃；通入甲烷和氢气的体积比为1：5的混合气，关闭氩气，保温6h。继续在1200℃下，关闭氢气，通入甲烷气体，保温6h；关闭甲烷气体，氩气气氛下，使管式炉向自然冷却至20℃。
实施例3
本实施例提供一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法，采用如下步骤：
将粒径为80nm的纳米硅粉放在坩埚内，置于管式炉中，在氩气气氛下，升温至1050℃；通入甲烷和氢气的体积比为1：4的混合气，关闭氩气，保温5h；关闭氢气和甲烷，氩气气氛下，使管式炉冷却至20℃，制得中间体。将中间体与酚醛树脂溶液搅拌混合，烘干后放入高温炉中，在氧气气氛下，升温至250℃，保温4h；关闭氧气，氩气气氛下，继续升温至900℃，保温3h，然后自然冷却至20℃。
实施例4
本实施例提供一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法，采用如下步骤：
将粒径为80nm的纳米硅粉放在坩埚内，置于管式炉中，在氩气气氛下，升温至1050℃；通入甲烷和氢气的体积比为1：4的混合气，关闭氩气，保温5h；关闭氢气和甲烷，氩气气氛下，使管式炉冷却至20℃，制得中间体。将中间体与壳聚糖溶液搅拌混合，烘干后放入高温炉中，在氧气气氛下，升温至300℃，保温3h；关闭氧气，氩气气氛下，继续升温至800℃，保温4h，然后自然冷却至20℃。
对比例1
本对比例提供一种硅碳复合粉体及其制备方法，采用如下步骤：
将粒径为80nm的纳米硅粉放在坩埚内，置于管式炉中，在氩气气氛下，升温至1050℃；通入甲烷和氢气的体积比为1：4的混合气，关闭氩气，保温5h；关闭甲烷气体，氩气气氛下，使管式炉冷却至20℃。
对比例2
本对比例提供一种硅碳复合粉体及其制备方法，采用如下步骤：
将粒径为80nm的纳米硅粉放在坩埚内，置于管式炉中，在氩气气氛下，升温至1050℃；通入甲烷气体，保温1h；关闭甲烷气体，氩气气氛下，使管式炉冷却至20℃。
对比例3
本对比例提供一种硅碳复合粉体及其制备方法，采用如下步骤：
将粒径为80nm的纳米硅粉与壳聚糖溶液搅拌混合，烘干后放入高温炉中，在氧气气氛下，升温至300℃，保温3h；关闭氧气，氩气气氛下，继续升温至800℃，保温4h，然后自然冷却至20℃。
对比例4
本对比例提供一种硅碳复合粉体及其制备方法，采用如下步骤：
将粒径为80nm的纳米硅粉放在坩埚内，置于管式炉中，在氩气气氛下，升温至1050℃；通入甲烷和氢气的体积比为1：1的混合气，关闭氩气，保温5h；继续在1050℃下，关闭氢气，通入甲烷气体，保温1h；关闭甲烷气体，氩气气氛下，使管式炉冷却至20℃。
对比例5
本对比例提供一种硅碳复合粉体及其制备方法，采用如下步骤：
将粒径为80nm的纳米硅粉放在坩埚内，置于管式炉中，在氩气气氛下，升温至700℃；通入甲烷和氢气的体积比为1：4的混合气，关闭氩气，保温5h；继续在700℃下，关闭氢气，通入甲烷气体，保温1h；关闭甲烷气体，氩气气氛下，使管式炉冷却至20℃。
试验例1
采用扫描电镜分别对实施例1提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体、实施例3提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体、对比例1提供的硅碳复合粉体以及对比例2提供的硅碳复合粉体进行结构表征，结果分别如图2、图3、图4和图5所示。
采用实施例1提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体、实施例3提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体、对比例1提供的硅碳复合粉体以及对比例2提供的硅碳复合粉体制备锂离子电池，并进行电化学循环性能验证，结果如果图6所示。锂离子电池的制备方法如下：织构炭包覆的纳米硅复合粉体或硅碳复合粉体经配置浆料、刮涂、干燥以及裁剪后得到工作电极，锂金属片作为参比电极和对电极，Celgard2400型聚合物多孔膜为隔膜，电解液为1.0M的LiPF6溶液，组装成锂离子扣式电池；其中浆料包括质量分数为15％的炭黑、质量分数为10％的羧甲基纤维素钠/丁苯橡胶乳液(CMC/SBR)以及质量分数为75％的去离子水。
结果分析：从图2至图5也可以看出，对比例1的仅将纳米硅粉在石墨烯原料气(甲烷和氢气的体积比为1：4)反应后制备的硅碳复合粉体仅能在纳米硅粉表面形成沿纳米硅粉基体径向延伸的石墨烯纳米片，对比例2的仅将纳米硅粉在热解非晶碳原料气甲烷中反应后制备的硅碳复合粉体只能在纳米硅粉表面沉积热解非晶碳层，对比例1和对比例2均无法有效形成实施例1和实施例3提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体所具有的在纳米硅粉表面形成致密的织构炭包覆层结构。
通过电化学循环性能的比较，如图6所示，实施例1和实施例3具有较好的电化学循环性能，0.5C的倍率性能的循环保持率分别为91.3和87.5，而对比例1和对比例2的电化学循环性能明显不理想，说明填充在沿纳米硅粉径向生长的石墨烯片之间的热解非晶碳而形成的织构炭层结构有助于提高锂离子电池负极材料的电化学循环性能。
试验例2
对实施例1-4提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体以及对比例1-5提供的硅碳复合粉体采用试验例1提供的锂离子电池的制备方法制备锂离子电池，并对制得的锂离子电池进行电化学性能测试，包括首次可逆容量以及0.5C 100次循环保持率两个电化学性能指标，结果如表1所示。
表1
从表1可以看出：采用实施例1-4提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的锂离子电池相比于采用对比例1-5提供的硅碳复合粉体制备的锂离子电池具有较佳的电化学性能，实施例1-4提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体制备的锂离子电池的0.5C的倍率性能的循环保持率均高于85％，且具首次可逆容量均高于1940mAh/g；从实施例1、对比例1、对比例2以及对比例3的对比可以看出，填充在沿纳米硅粉径向生长的石墨烯片之间的热解非晶碳而形成的织构炭层结构有助于提高锂离子电池负极材料的电化学循环性能；从实施例1和对比例4的对比可以看出，在纳米硅粉表面沿径向形成石墨烯片层时，甲烷和氢气的比例较高时会导致锂离子电池的比容量和电化学循环性能均显著降低；从实施例1和对比例5的对比可以看出，在石墨烯纳米片之间沉积热解非晶碳的温度较低时，虽然会导致锂离子电池的比容量升高，但是会导致电化学循环性能显著降低，不利电池的循环使用。
因此，本申请提供的织构炭包覆的纳米硅复合粉体，能够显著抑制锂离子脱嵌过程中的纳米级硅粉的体积膨胀现象，提高负极材料的导电性以及电化学循环稳定性，使得锂离子电池负极材料经0.5C的倍率下测试的循环100周容量保持率在85％以上。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体，其特征在于，包括内芯以及包覆于所述内芯表面的织构炭包覆层；
所述内芯包括纳米级硅粉；
所述织构炭包覆层包括热解非晶碳和多个间隔分布的石墨烯纳米片；每个所述石墨烯纳米片均与所述纳米级硅粉表面连接且沿所述纳米级硅粉径向延伸；所述热解非晶碳填充于相邻两个所述石墨烯纳米片的间隙内。
2.根据权利要求1所述的织构炭包覆的纳米硅复合粉体，其特征在于，所述纳米级硅粉的粒径为10-300nm；相邻两个所述石墨烯纳米片之间的距离为10-200nm；沿所述纳米级硅粉的径向，所述石墨烯纳米片的尺寸为5-200nm；
可选地，所述纳米级硅粉的粒径为30-150nm；相邻两个所述石墨烯纳米片之间的距离为10-50nm；沿所述纳米级硅粉的径向，所述石墨烯纳米片的尺寸为20-100nm。
3.如权利要求1或2所述的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法，其特征在于，所述的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法包括：将所述纳米级硅粉于石墨烯原料气中进行第一反应，得到中间体；将所述中间体于热解非晶碳原料气中进行第二反应；然后于惰性气氛下，降温至第一预设温度；
或，所述织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法包括：将所述纳米级硅粉于石墨烯原料气中进行第一反应，得到中间体；将所述中间体与聚合物混合后，于氧化气氛下，进行第三反应；然后于惰性气氛下，进行第四反应。
4.根据权利要求3所述的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法，其特征在于，所述第一反应的温度为900-1200℃，所述第一反应的时间为1-10h。
5.根据权利要求3所述的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法，其特征在于，所述石墨烯原料气包括第一碳源气体和氢气；
所述第一碳源气体包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁烷以及环氧乙烷中的至少一种；
所述第一碳源气体与所述氢气的体积比为1：(2-19)；
可选地，所述石墨烯原料气还包括第一载气，所述第一载气包括氩气以及氮气中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法，其特征在于，所述第二反应的温度为700-1200℃，所述第二反应的时间为0.5-10h；所述第一预设温度为10-25℃。
7.据权利要求3所述的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法，其特征在于，所述热解非晶碳原料气包括第二碳源气体；所述第二碳源气体包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔以及丙烯中的至少一种；
可选地，所述热解非晶碳原料气还包括第二载气，所述第二载气包括氩气以及氮气中的至少一种。
8.据权利要求3所述的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法，其特征在于，所述聚合物选自壳聚糖、酚醛树脂、淀粉、聚丙烯腈、聚乙烯醇以及沥青中的至少一种。
9.据权利要求3所述的织构炭包覆的纳米硅复合粉体的制备方法，其特征在于，所述第三反应的温度为200-500℃，所述第三反应的时间为1-5h；
所述第四反应的温度为700-1000℃，所述第四反应的时间为2-5h。
10.如权利要求1或2所述的织构炭包覆的纳米硅复合粉体在制备锂离子电池负极材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210175315.4A CN114512654A (zh) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210175315.4A CN114512654A (zh) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114512654A true CN114512654A (zh) | 2022-05-17 |
Family
ID=81554471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210175315.4A Pending CN114512654A (zh) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114512654A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103474667A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-12-25 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 一种锂离子电池用硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN104332613A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-02-04 | 东莞市翔丰华电池材料有限公司 | 一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN104588058A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-05-06 | 北京工业大学 | 一种石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用 |
| CN105047888A (zh) * | 2015-07-03 | 2015-11-11 | 华南理工大学 | 一种锂离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN109616630A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-12 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种均匀碳膜和垂直石墨烯双重包覆的硅-碳复合材料及其制备方法与锂离子电池应用 |
| CN110034284A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-07-19 | 溧阳天目先导电池材料科技有限公司 | 具有表面碳纳米墙的硅基负极材料及其制备方法和电池 |
| CN111900353A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-11-06 | 北京金博威科技有限公司 | 复合材料、制备方法及包含其的锂离子电池负极材料和锂离子电池 |
-
2022
- 2022-02-25 CN CN202210175315.4A patent/CN114512654A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103474667A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-12-25 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 一种锂离子电池用硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN104588058A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-05-06 | 北京工业大学 | 一种石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用 |
| CN104332613A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-02-04 | 东莞市翔丰华电池材料有限公司 | 一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN105047888A (zh) * | 2015-07-03 | 2015-11-11 | 华南理工大学 | 一种锂离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN110034284A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-07-19 | 溧阳天目先导电池材料科技有限公司 | 具有表面碳纳米墙的硅基负极材料及其制备方法和电池 |
| CN109616630A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-12 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种均匀碳膜和垂直石墨烯双重包覆的硅-碳复合材料及其制备方法与锂离子电池应用 |
| CN111900353A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-11-06 | 北京金博威科技有限公司 | 复合材料、制备方法及包含其的锂离子电池负极材料和锂离子电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021056981A1 (zh) | 一种锂电池硅基复合负极材料的制备方法 | |
| CN110649236B (zh) | 一种多孔硅碳复合材料及其制备方法 | |
| WO2021128603A1 (zh) | 一种用于锂离子电池负极的改性一氧化硅材料及其制备方法 | |
| CN112234174B (zh) | 一种锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| CN109616630B (zh) | 一种均匀碳膜和垂直石墨烯双重包覆的硅-碳复合材料及其制备方法与锂离子电池应用 | |
| CN112133896B (zh) | 一种高容量石墨-硅-氧化亚硅复合材料及其制备方法、应用 | |
| CN111048784B (zh) | 一种电极材料碳包覆的方法 | |
| CN111056555B (zh) | 一种锂化的硅基复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN112952048A (zh) | 硅碳复合负极材料及其制备方法、电极和二次电池 | |
| CN111342031A (zh) | 一种多元梯度复合高首效锂电池负极材料及其制备方法 | |
| CN114551842B (zh) | 一种硅碳复合负极材料及其制备方法 | |
| CN115207330A (zh) | 一种含锂硅氧负极材料及其制造方法 | |
| WO2023165415A1 (zh) | 一种负极活性材料及其制备方法和应用 | |
| CN116864646A (zh) | 一种复合硅负极材料及其制备方法、锂离子电池 | |
| WO2022041831A1 (zh) | 硅氧复合材料、负极材料、负极和锂离子电池及其制备方法 | |
| CN114204006B (zh) | 电池负极活性材料及其制备方法、电池负极以及二次电池 | |
| CN115513432A (zh) | 硅碳复合材料及其制备方法、负极片和锂二次电池 | |
| CN115719801A (zh) | 硅碳复合材料及其制备方法、负极片和锂二次电池 | |
| CN114497467B (zh) | 一种长循环高倍率石墨负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN114512654A (zh) | 一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用 | |
| CN112624087B (zh) | 一种采用氢化的富勒烯材料制作的铝离子电池正极材料及其制备和应用 | |
| CN114597373B (zh) | 一种碳硅复合粉体及其制备方法和应用 | |
| CN116504957B (zh) | 硅氧碳复合负极材料及其制备方法、包含其的锂电池 | |
| CN114665079B (zh) | 一种碳基复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN115332496B (zh) | 一种锂离子电池所用硅氧复合材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220517 |