一种硅碳负极复合材料的制备方法_2017100640834_说明书_专利查询_专利网

技术担任外场员

本创造属于锂水合氢电池素材的担任外场员。,详细触及一种硅碳负极复合素材的的准备工作办法。

环境技术

锂水合氢电池的要紧组成部分,阳极素材的的才能密度和环时代不得不深入的侵袭,商用阳极素材的仍照用国际公约引导,但其推测满意的的低,已不克不及满意的格外增长的市场需求。,像这样,寻觅及其他新的不承认素材的是燃眉之急。。硅基素材的领到了普遍地的深思兴味。,另一方面硅基素材的也非常缺陷。,一是传送跑过中容积的放大。,理由迅速的素材的粉化从集易转换成现款的上垂下,满意的的使潮湿,二是硅亲自是半导体素材的。,电导率差,这些缺陷限度局限了硅素材的的开展。。硅的这些缺陷,眼前的次要处置办法有硅十亿分经过公尺化和将硅基素材的疏散在及其他的迅速的/非迅速的基体中,无效的/非无效的矩阵为硅容量收缩布置缓冲住宿。,一方面,硅与锂私下的电荷转变反映是,预付款全部的素材的的电导率,硅与及其他金属和硅-碳复合素材的是至多的。,硅碳复合建筑风格更在附近电流电池设计。

明摆着的CN103022448A有议论余地的了一种硅碳负极素材的的准备工作办法,其特点信赖,将二使氧化硅粉末渐退在湿法球磨解决方法中。,继接合点自然引导,持续优雅,开腰槽终极的S。,在该办法中,硅粉和自然引导在安中复杂混合。,心不在焉良好的包封使发生,硅基素材的的收缩是无法处置的。,电池的环功能不抱负。。明摆着的CN 102157731 低温下粉状镁复原介孔二使氧化硅的深思,继用氢氯酸使溃疡多孔硅。,采取液碳包覆法准备工作了硅碳复合素材的。,多孔建筑风格可以事实上缓和容量收缩成绩。,环稳定性的加强,不管怎样,粉状镁和介孔二使氧化硅的应用将极大地侵袭,为害大批制成品。明摆着的CN 102394287 先经过球磨、焙烧等措施制得十亿分经过公尺引座员体硅粉,继在硅灰外观停止神秘的变化气相寄存。,上个,将素材的涂覆气体并焙烧。,硅碳复合负极素材的的可逆的比满意的的,高音部环库仑性能大于80%。,环50 每周满意的的保养率大于95%。,嵌体地租、除锂制成品能力与环稳定性,另一方面它的跑过更复杂,在准备工作跑过中应用较高的神秘的变化气相寄存本钱。,工业化使烦恼。

创造使满意

本创造的目标的是处置目前的技术的缺乏。,现时它具有高的可逆的满意的的。、库伦性能与良性环执行,准备工作工艺学复杂,价格低廉,西装工业化制成品的硅碳负极复合素材的的准备工作办法。

处置前文技术成绩,本创造采取的技术阴谋是::一种硅碳负极复合素材的的准备工作办法,它的引入是:包含以下措施:

(1)在去水合氢中疏散必然衡量的硅粉和碳源。,煽动一段时期,转变到聚四氟乙烯反映器,水热法在硅粉外观涂覆碳引座员体,在萧条氛围中煅烧;

(2)将措施(1)击中要害煅烧素材的疏散在混合把温暖的到接近沸腾A中。,快车道疏散后的枯处置,煅烧物料与混合把温暖的到接近沸腾A的混合质量比,最佳化为1:5-10,疏散时期为1~6h。;

(3)措施(2)用使溃疡性把温暖的到接近沸腾使溃疡干素材。,干使溃疡素材的,开腰槽终极的硅碳负极复合素材的。

促进的,措施(1)击中要害硅粉末是单晶硅。、一种多晶体硅,碳源是构成糖、乳糖、右旋糖、淀粉、细胞膜质、聚乙烯醇、枸橼酸中两种前文的使混合。,所述水热法的处置高烧为140-220℃,水热法的处置时期为4-12h。。

促进的,措施(1)击中要害萧条氛围是氮气。、氩气、氦、氖管,煅烧高烧为600~800℃。,煅烧时期2~24h。。

促进的,水热反映跑过击中要害措施(1),碳源碳化,小量使氧化硅颗粒到锡奥x相,非结晶碳涂层Si/锡奥的构成x相,所述1﹤x﹤2。

促进的,在措施(2)中,混合把温暖的到接近沸腾A为含有机解决方法的曲线图形。,把温暖的到接近沸腾B是丙酮的有机解决方法。、酒精、氮苯、异丙基苯α、链烷、苯、甲苯、二甲苯经过。

促进的,引导是措施(2)击中要害自然引导。、人工引导、鳞片引导、一种正中的相炭微球,导电剂为导电碳黑。、克秦黑、引导烯、碳十亿分经过公尺管、电石气黑中两种前文的使混合。。

促进的,措施(3)击中要害使溃疡把温暖的到接近沸腾为HF把温暖的到接近沸腾。、NaOH把温暖的到接近沸腾、KOH把温暖的到接近沸腾经过,使溃疡时期为60-120分钟。,使溃疡后,Si外观上的小量锡奥x被使溃疡,在引导图形中构成终极的非晶碳包覆多孔Si/SiOx颗粒。

促进的,HF把温暖的到接近沸腾的浓度为1~10%。。

促进的,NaOH的浓度为20%~80%。,KOH的浓度为20%~80%。。

本创造的无益使发生列举如下:本创造布置了一种复杂易行的硅碳负极素材的的准备工作办法,所准备工作的硅碳素材的为势力范围或势力范围建筑风格。,包含多孔Si SiOx外观包覆非晶碳壳,上个疏散在引导和/或导电剂中。,复合素材的的多孔势力范围建筑风格、包覆的非结晶碳和掺杂引导和/或导电剂,无效预付款锂水合氢的拔出名列前茅,硅容量效应的变得更好,预付款其电神秘的变化稳定性,这种素材的的准备工作本钱低。,复杂限制工艺学,尤指服装、颜色等相配大规模工业化制成品。

附图阐明

图1是由实现例1准备工作的金刚砂复合素材的的SEM图。;

图2是金刚砂复合素材的的高音部充放电图。;

图3是准备工作的硅碳复合素材的的环功能图。。

详细实现方法

本创造的以下实现例由假设的实现方法指出。,熟识此技术的人士可由本阐明书所暴露的使满意轻易地领会本创造的及其他优点及长处。

一种硅碳负极复合素材的的准备工作办法,包含以下措施:

(1)在去水合氢中疏散必然衡量的硅粉和碳源。,煽动一段时期,转变到聚四氟乙烯反映器,水热法在硅粉外观涂覆碳引座员体,在萧条氛围中煅烧;硅粉是单晶硅、一种多晶体硅,碳源是构成糖、乳糖、右旋糖、淀粉、细胞膜质、聚乙烯醇、枸橼酸中两种前文的使混合。,所述水热法的处置高烧为140-220℃,水热法的处置时期为4-12h。。

(2)将措施(1)击中要害煅烧素材的疏散在混合把温暖的到接近沸腾A中。,快车道疏散后的枯处置,煅烧物料与混合把温暖的到接近沸腾A的混合质量比,最佳化为1:5-10,疏散时期为1~6h。;

(3)措施(2)用使溃疡性把温暖的到接近沸腾使溃疡干素材。,干使溃疡素材的,开腰槽终极的硅碳负极复合素材的。

偏爱的事物的,措施(1)击中要害萧条氛围是氮气。、氩气、氦、氖管,煅烧高烧为600~800℃。,煅烧时期2~24h。。

偏爱的事物的,水热跑过击中要害措施(1),碳源碳化,小量使氧化硅颗粒到锡奥x相,非结晶碳涂层Si/锡奥的构成x相,1﹤x﹤2。

偏爱的事物的,在措施(2)中,混合把温暖的到接近沸腾A为含有机解决方法的曲线图形。,把温暖的到接近沸腾B是丙酮的有机解决方法。、酒精、氮苯、异丙基苯α、链烷、苯、甲苯、二甲苯经过。

偏爱的事物的,措施(2)引导作为自然引导、人工引导、鳞片引导、一种正中的相炭微球,导电剂为导电碳黑、克秦黑、引导烯、碳十亿分经过公尺管、电石气黑中两种前文的使混合。。

偏爱的事物的,措施(3)击中要害使溃疡把温暖的到接近沸腾为HF把温暖的到接近沸腾。、NaOH把温暖的到接近沸腾、KOH把温暖的到接近沸腾经过,使溃疡时期为60-120分钟,使溃疡后,Si外观上的小量锡奥x被使溃疡,在引导图形中构成终极的非晶碳包覆多孔Si/SiOx颗粒。

偏爱的事物的,HF把温暖的到接近沸腾的浓度为1~10%。。

偏爱的事物的,NaOH的浓度为20%~80%。,KOH的浓度为20%~80%。。

实现例1

一种具有平均数颗粒直径的单晶硅粉末和构成糖,对照固态满意的为25%,开腰槽的把温暖的到接近沸腾在变速器为600 rpm时搅拌1h。,将搅拌后的把温暖的到接近沸腾转变到聚四氟乙烯反映器中,10h绝热180℃,热处置后的结果离心分离机,离心后战利品枯,在N2500℃贸易保护下的煅烧处置,温暖的速为10℃/min。,绝热时期为4h,煅烧后的战利品以1:5的质量比渐退于酒精把温暖的到接近沸腾中。,对照固态满意的为15%,在2000 rpm下快车道搅拌1h的把温暖的到接近沸腾,继停止滤除,继干,枯后的战利品用5% HF把温暖的到接近沸腾使溃疡。,战利品与使溃疡把温暖的到接近沸腾的质量比为1:50。,使溃疡时期为2h,使溃疡战利品的离心枯,终极的硅碳复合素材的。

准备工作的硅碳复合素材的制成CR2032扣状物,对电极的分子式是以迅速的素材为根底的。:导电剂SP:增稠剂CMC:保释金剂SBR:1:,固态满意的为45%,电解的为1mol/L。 LiPF6,解决方法是一种混合解决方法EC:DMC:EMC=1:1:1。,光圈是Celgad聚丙烯薄膜,在氩气贸易保护手套箱中,以锂为电极的半电池。

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