[发明专利]一种改性硅碳复合电极材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种改性硅碳复合电极材料及其制备方法，属于电池技术领域，该改性硅碳复合电极材料由覆有无定型碳的硅氧化物、金属盐以及还原剂在惰性气体氛围下水热反应，制得SiO_x/C/金属三元复合材料，通过在硅碳二元复合材料中掺杂金属，形成三元复合材料，显著的提高了电池材料的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及硅碳复合电极材料及其制备方法。

背景技术

商用锂离子电池电极材料——碳材料具有安全性能好、价格低廉等优点，但理论容量低、溶剂离子共嵌入等缺点制约了碳材料的进一步发展，因此，高容量电极材料的研究和开发日益迫切。氧化硅基电极材料以其较高的理论容量、低嵌锂电位而受到广大研究者的关注，但其首次不可逆容量大、电子导电性差和容量衰减快等问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性硅碳复合电极材料的方法，其可以对硅碳复合电极材料进行掺杂改性，并显著的改善硅碳复合电极材料的循环稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种改性硅碳复合电极材料，其通过掺杂改性，具有循环稳定性好的特点。

本发明的实施例是这样实现的：

一种改性硅碳复合电极材料的制备方法，将覆有无定型碳的硅氧化物、金属盐以及还原剂在惰性气体氛围下水热反应，制得SiO_x/C/ 金属三元复合材料。优选地，金属包括Au、Co、Mn、Ni、Ag、Pt 或Zn。

一种改性硅碳复合电极材料，由上述的制备方法制备得到。

本发明较佳实施例的有益效果是：

本发明提供的改性硅碳复合电极材料的方法，通过覆有无定型碳的硅氧化物与金属盐在还原剂作用下水热反应，在已制备得到的硅碳复合材料的基础上掺杂金属，可以显著的提高硅碳二元电极材料的循环稳定性。其制备得到的硅碳金属三元复合电极材料在可逆比容量及循环性能上都得到显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明试验例1获得的三元复合电极材料的SEM谱图；

图2为本发明试验例1获得的三元复合电极材料的EDS谱图；

图3为本发明试验例2获得的三元复合电极材料的循环曲线图；

图4为本发明试验例2获得的三元复合电极材料的XRD图；

图5为本发明试验例2获得的三元复合电极材料的SEM谱图；

图6为本发明试验例4获得的三元复合电极材料的循环曲线图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的改性硅碳复合电极材料及其制备方法进行具体说明。

作为本发明的一个方面，本发明提供一种改性硅碳复合电极材料的制备方法，其主要包括以下步骤：

将覆有无定型碳的硅氧化物(以下称前驱体SiO_x@C)、金属盐以及还原剂在惰性气体氛围下水热反应，制得SiO_x/C/金属三元复合材料。整个反应可以在高压反应釜中进行。