[發(fā)明專利]核殼結(jié)構(gòu)硅碳負(fù)極材料及制備方法和負(fù)極片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810237059.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110299514B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金鷹;錢(qián)雪峰;黃勇;宰建陶;戰(zhàn)鵬;李波;陳明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中天新興材料有限公司;上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M4/134;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44334
• 代理人: 彭輝劍;汪飛亞

1.一種核殼結(jié)構(gòu)硅碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采用SiO₂、鋁鹽反應(yīng)生成A1(OH)₃包覆SiO₂的雙層核殼結(jié)構(gòu)產(chǎn)物，所述SiO₂為介孔二氧化硅空心球，其粒徑為400nm-500nm，所述鋁鹽包括氯化鋁、硫酸鋁、偏鋁酸鈉、硫酸鉀鋁、硝酸鋁中的一種或任意組合；

步驟2：將SiO₂包覆Al(OH)₃產(chǎn)物置于加熱爐中，升高溫度使Al(OH)₃發(fā)生分解反應(yīng)生成Al₂O₃；并在預(yù)設(shè)溫度通入乙炔氣體進(jìn)行碳沉積，完成碳層的包覆，自然冷卻至室溫得到C包覆A1₂O₃包覆SiO₂的三層核殼結(jié)構(gòu)前驅(qū)體，所述碳層厚度為1nm-20nm，所述碳層為無(wú)定性碳、石墨炭、石墨烯中的一種或任意組合，所述C包覆A1₂O₃包覆SiO₂前驅(qū)體中A1₂O₃包覆層厚度為80nm-100nm；

步驟3：將C包覆A1₂O₃包覆SiO₂前驅(qū)體置于酸溶液中反應(yīng)去除包覆的A1₂O₃層，得到C包覆SiO₂的具有空隙夾層的雙層核殼結(jié)構(gòu)中間體；

步驟4：通過(guò)鎂熱還原反應(yīng)、酸處理將中間體生成C包覆Si的碳硅負(fù)極材料，所述C包覆Si碳硅負(fù)極材料為具有空隙夾層的雙層核殼結(jié)構(gòu)，其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-89％，其中所述Si為多孔硅空心球。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)硅碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述酸溶液包括鹽酸、硫酸、氫氟酸、硝酸、高氯酸、醋酸中的一種或任意組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)硅碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：鎂熱還原反應(yīng)中處理溫度為500℃-800℃，反應(yīng)時(shí)間為2h-10h。

4.一種碳硅負(fù)極片，用作鋰電池中釋放電子的電極，其特征在于：采用權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的核殼結(jié)構(gòu)硅碳負(fù)極材料的制備方法得到的硅碳負(fù)極材料制成。