[發明專利]一種改性硅碳復合電極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711425054.2
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108232144B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王宇航;袁雪亞;白巖;成信剛;馬書良
• 申請（專利權）人: 北方奧鈦納米技術有限公司;銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/485;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李進

本發明提供一種改性硅碳復合電極材料及其制備方法，屬于電池技術領域，該改性硅碳復合電極材料由覆有無定型碳的硅氧化物、金屬鹽以及還原劑在惰性氣體氛圍下水熱反應，制得SiO_x/C/金屬三元復合材料，通過在硅碳二元復合材料中摻雜金屬，形成三元復合材料，顯著的提高了電池材料的循環穩定性。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體而言，涉及硅碳復合電極材料及其制備方法。

背景技術

商用鋰離子電池電極材料——碳材料具有安全性能好、價格低廉等優點，但理論容量低、溶劑離子共嵌入等缺點制約了碳材料的進一步發展，因此，高容量電極材料的研究和開發日益迫切。氧化硅基電極材料以其較高的理論容量、低嵌鋰電位而受到廣大研究者的關注，但其首次不可逆容量大、電子導電性差和容量衰減快等問題亟待解決。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改性硅碳復合電極材料的方法，其可以對硅碳復合電極材料進行摻雜改性，并顯著的改善硅碳復合電極材料的循環穩定性。

本發明的另一目的在于提供一種改性硅碳復合電極材料，其通過摻雜改性，具有循環穩定性好的特點。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種改性硅碳復合電極材料的制備方法，將覆有無定型碳的硅氧化物、金屬鹽以及還原劑在惰性氣體氛圍下水熱反應，制得SiO_x/C/ 金屬三元復合材料。優選地，金屬包括Au、Co、Mn、Ni、Ag、Pt 或Zn。

一種改性硅碳復合電極材料，由上述的制備方法制備得到。

本發明較佳實施例的有益效果是：

本發明提供的改性硅碳復合電極材料的方法，通過覆有無定型碳的硅氧化物與金屬鹽在還原劑作用下水熱反應，在已制備得到的硅碳復合材料的基礎上摻雜金屬，可以顯著的提高硅碳二元電極材料的循環穩定性。其制備得到的硅碳金屬三元復合電極材料在可逆比容量及循環性能上都得到顯著提高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明試驗例1獲得的三元復合電極材料的SEM譜圖；

圖2為本發明試驗例1獲得的三元復合電極材料的EDS譜圖；

圖3為本發明試驗例2獲得的三元復合電極材料的循環曲線圖；

圖4為本發明試驗例2獲得的三元復合電極材料的XRD圖；

圖5為本發明試驗例2獲得的三元復合電極材料的SEM譜圖；

圖6為本發明試驗例4獲得的三元復合電極材料的循環曲線圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。

下面對本發明實施例的改性硅碳復合電極材料及其制備方法進行具體說明。

作為本發明的一個方面，本發明提供一種改性硅碳復合電極材料的制備方法，其主要包括以下步驟：

將覆有無定型碳的硅氧化物(以下稱前驅體SiO_x@C)、金屬鹽以及還原劑在惰性氣體氛圍下水熱反應，制得SiO_x/C/金屬三元復合材料。整個反應可以在高壓反應釜中進行。