[發明專利]一種鋁摻雜多孔硅碳復合材料的制備方法、鋰離子電池

有效

• 申請號: 202010970412.3
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112467138B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 李昂
• 申請（專利權）人: 珠海中科兆盈豐新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/04;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
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1.一種鋁摻雜多孔硅碳復合材料的制備方法，其制備過程為：

步驟（1）、空心結構的多孔納米硅材料的制備：

將二氧化硅、硅烷偶聯劑、功能添加劑添加到N-甲基吡咯烷酮中混合均勻后，再添加多孔納米硅，攪拌均勻后，噴霧干燥，得到含有二氧化硅/納米硅的二次顆粒，之后添加到HF溶液中浸泡去除內核二氧化硅，過濾，干燥，得到空心結構的多孔納米硅材料；

所述步驟(1)中的功能添加劑是由(50～70)份的1，3雙(2-羧基六氟異丙基)苯，(1～10)份的甲基丙烯酰氯，(1～10)份正丁基鋰，(1～10)份四甲基乙二胺，(1～10)份偶氮二異丁基，(1～10)份聚醚胺組成的混合液配制而成；

所述步驟(1)多孔納米硅的制備：將粒徑100～1000nm的納米硅粉溶于氫氟酸中浸泡1～12h，洗滌、干燥，之后添加到硝酸銀和氫氟酸的混合溶液中經過1～120min的刻蝕，過濾、干燥得到多孔納米硅粉；

步驟（2）、鋁摻雜多孔硅碳復合材料的制備：

將鋁粉、鋁系偶聯劑、偏鋁酸鋰添加到N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻后添加到高壓反應釜中，再添加空心結構的多孔納米硅材料，并在壓強2Mpa，溫度120℃條件下進行反應，之后過濾、粉碎、碳化得到鋁摻雜多孔硅碳復合材料；

所述步驟(2)鋁系偶聯劑為乙酰氧二異丙基鋁酸酯、異丙基二異硬酯酰鋁酸酯中的一種。

2.根據權利要求1所述的一種鋁摻雜多孔硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中質量比例為二氧化硅：硅烷偶聯劑：功能添加劑：多孔納米硅：N-甲基吡咯烷酮＝(5～15)：(1～5)：(0.5～2)：(5～15)：100。

3.根據權利要求1所述的一種鋁摻雜多孔硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中HF的濃度為0.01～0.1mol/l，浸泡時間12～72h。

4.根據權利要求1所述的一種鋁摻雜多孔硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3―環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷的一種。

5.根據權利要求1所述的一種鋁摻雜多孔硅碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)質量比例為鋁粉：空心結構的多孔納米硅材料：鋁系偶聯劑：偏鋁酸鋰：N-甲基吡咯烷酮＝(1～10)：(10～50)：(0.5～2)：(1～10)：500。

6.一種采用權利要求1所述的制備方法制得的鋁摻雜多孔硅碳復合材料。

7.一種使用權利要求6所述的鋁摻雜多孔硅碳復合材料的鋰離子電池。