[發(fā)明專利]一種鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811550910.1 | 申請日： | 2018-12-18 |
| 公開（公告）號： | CN109755507A | 公開（公告）日： | 2019-05-14 |
| 發(fā)明（設計）人： | 肖啟振;吳亞柯;李朝暉;雷鋼鐵 | 申請（專利權(quán)）人： | 湘潭大學 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 蘇州知途知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 32299 | 代理人： | 陳瑞瀧 |
| 地址： | 411105 湖南省湘潭*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 制備 硅氣凝膠 碳復合 負極材料 氣凝膠 二氧化硅氣凝膠 鋰離子電池 鋰離子電池負極材料 三維有序結(jié)構(gòu) 充放電過程 聚合物混合 循環(huán)穩(wěn)定性 電導率 表面形成 電極材料 高溫炭化 極化作用 均勻負載 孔狀結(jié)構(gòu) 綠色環(huán)保 鎂熱還原 三維有序 碳氣凝膠 抑制電極 比容量 硅顆粒 碳材料 緩解 申請 | ||
1.一種鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：
S1：將二氧化硅氣凝膠與過量鎂粉均勻混合，在惰性氣氛下高溫反應得到Mg2Si；
S2：在空氣氣氛下高溫分解Mg2Si得到硅氣凝膠和氧化鎂混合物；
S3：將硅氣凝膠和氧化鎂混合物酸洗除雜后，干燥得硅氣凝膠；
S4：將硅氣凝膠分散在含有機聚合物的溶液中，水浴加熱并攪拌至水完全蒸發(fā)后再在保護氣體保護下高溫炭化，得到硅/碳復合氣凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法，其特征在于，S1步驟中所述二氧化硅與鎂的質(zhì)量比1:1.6-1:4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法，其特征在于，S1步驟中在惰性氣氛下高溫反應得到Mg2Si后在降溫后再次進行混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法，其特征在于，S1步驟中所述的惰性氣氛下高溫反應溫度為660-800℃，反應時間8-12h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法，其特征在于，S2步驟中所述的空氣氣氛下高溫反應溫度為500-900℃，反應時間5-12h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法，其特征在于，S3步驟中所述酸洗過程中的酸為鹽酸和氫氟酸的混合溶液，其中鹽酸濃度為1-3mol/L；氫氟酸濃度為0.1-1mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法，其特征在于，S4步驟中所述聚合物為蔗糖、葡萄糖、檸檬酸中的任意一種或幾種任意比例的聚合物。其中硅氣凝膠與聚合物的質(zhì)量比為1:2-1:9。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法，其特征在于，S4步驟中所述的高溫炭化溫度為400-600℃，反應時間5-12h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法，其特征在于，所述保護氣體為氬氣、氮氣、氫氣中的任意一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的鋰離子電池硅/碳復合氣凝膠負極材料的制備方法，其特征在于，所述高溫炭化時升溫速率為1-10℃/min。
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