[发明专利]一种核壳结构硅碳负极材料有效
申请号: | 202010628246.9 | 申请日: | 2020-07-01 |
公开(公告)号: | CN111900345B | 公开(公告)日: | 2021-07-30 |
发明(设计)人: | 李国华;杜小红;励铠鸿 | 申请(专利权)人: | 浙江工业大学 |
主分类号: | H01M4/36 | 分类号: | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525 |
代理公司: | 杭州杭诚专利事务所有限公司 33109 | 代理人: | 尉伟敏;何俊 |
地址: | 310014 浙*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 结构 负极 材料 | ||
1.一种核壳结构硅碳负极材料,其特征在于,
所述负极材料为碳包覆硅碳复合颗粒所形成的核壳结构,其制备方法为:
配制聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷和均三甲苯的混合溶液,向混合溶液加入硅油、羧基硅油、氨基硅油、端乙烯基硅油和光引发剂,混匀后涂板热干燥,干燥后辐照交联,交联后热处理得到硅碳复合颗粒,将硅碳复合颗粒置于含碳源的有机溶液中,得到分散液,对分散液进行焦化和烧结固化,即得到负极材料;
所述聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷的制备方法为:
以摩尔量为1:(0.8~1.1)的降莰烯封端的聚二甲基硅氧烷和降莰烯封端的聚氧化乙烯为原料,先将降莰烯封端的聚氧化乙烯加入至二氯甲烷中,配置为0.03~0.06 mol/L的预溶液,向预溶液中加入第三代格布拉催化剂催化反应,反应12~18 min后加入降莰烯封端的聚二甲基硅氧烷,持续搅拌反应2~3 h,即得到聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的一种核壳结构硅碳负极材料,其特征在于,
所述硅油为聚二甲基硅氧烷;
所述羧基硅油为羧基聚二甲基硅氧烷;
所述氨基硅油为氨基聚二甲基硅氧烷;
所述端乙烯基硅油为端乙烯基聚二甲基硅氧烷。
3.根据权利要求1所述的一种核壳结构硅碳负极材料,其特征在于,
所述混合溶液中,聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷和均三甲苯的质量比为1:(1.3~1.6),混合溶液中聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷和均三甲苯的总质量浓度为90~105 g/L。
4.根据权利要求1所述的一种核壳结构硅碳负极材料,其特征在于,
所述硅油、羧基硅油、氨基硅油和端乙烯基硅油的摩尔比为1:(0.2~0.25):(1.1~1.3):(0.3~0.6),总加入量为每升混合溶液加入30~40 g。
5.根据权利要求1所述的一种核壳结构硅碳负极材料,其特征在于,
所述涂板热干燥设定干燥温度为140~150 ℃,干燥持续1.5~2 h。
6.根据权利要求1所述的一种核壳结构硅碳负极材料,其特征在于,
所述辐照交联设定辐照功率为40~50 mW/cm2,辐照持续3~5 min;
所述热处理于保护气氛中进行,设定温度为620~650 ℃,热处理45~70 min。
7.根据权利要求1所述的一种核壳结构硅碳负极材料,其特征在于,
所述有机碳溶液为葡萄糖溶液,其中葡萄糖浓度为25~30 wt%。
8.根据权利要求1所述的一种核壳结构硅碳负极材料,其特征在于,
所述焦化设定温度为160~180 ℃,持续2~4 h;
所述烧结固化设定温度为960~990 ℃,持续2~3 h。
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