[发明专利]用于提升SiOx

说明书

本发明公开了一种用于提升SiO_x@C与石墨复合负极材料倍率循环性能的方法，采用分段包覆以及分层包覆的技术，解决了SiO_x循环性能差的问题。本发明SiO_x与碳源复合，利用冷冻干燥技术进行干燥，可避免干燥过程中粉体沉淀导致的碳源与SiO_x粉体分散不均匀的问题，采用二次包覆且二次包覆与石墨复合，可确保SiO_x@C粉体与石墨更好的复合，改善SiO_x导电性差的问题。该方法的优点在于可大幅提升SiO_x@C与石墨复合作为锂离子电池负极材料的高倍率循环性能，且制备工艺简单，制备成本低，且性能稳定，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料的开发他，特别是涉及一种用于提升SiO_x@C与石墨复合负极材料倍率循环性能的方法。

背景技术

近年来，随着锂离子电池的应用领域越来越广泛，对电池的性能要求越来越高，如高容量、大倍率等。然而目前同时满足这两点需求的电池非常少，主要由于正、负极材料性能的限制。新型硅基负极材料由于具有较高的比容量受到市场青睐，然而，由于硅基负极材料由于导电性差并且充放电过程中巨大的体积膨胀效应，导致其循环性能差，尤其难以满足高倍率下的循环。本发明通过将高温歧化结合多层包覆工艺，以解决SiO_x循环过程中体积膨胀导致的循环性能差的问题。对推进锂离子电池高倍率循环性能提升具有实际应用价值。

发明内容

本发明目的是提供一种改善SiOx@C与石墨复合负极材料倍率性能的方法，简单可行实现了高倍率、大比容量锂离子电池负极材料的开发。

本发明目的通过以下方案实现：一种用于提升SiO_x@C与石墨复合负极材料倍率循环性能的方法，包括如下步骤：

按体积比1:2~2:1取去离子水和无水乙醇共100 ml置于烧杯中；取1~4g的碳源前驱体，置于去离子水和无水乙醇混合溶剂中，搅拌20min，得到碳源的溶液；取100g的SiO_x粉体置于上述碳源溶液中，搅拌1~2h后，于-80 ℃环境下冷冻干燥；将冷冻干燥后的产物置于机械粉碎机中粉碎，将粉碎后的粉体置于管式炉中，于高纯氩环境中热处理，热处理温度为600~700 ℃保温5~6h，800~950 ℃保温2~3h，升温速度3~7℃/min，待腔体降至室温，取出，得到SiO_x@C粉体；

按体积比1:2~2:1取去离子水和无水乙醇共100ml置于烧杯中，取0.5~2g的碳源前驱体，置于去离子水和无水乙醇的混合溶剂中，搅拌20min，得到碳源的溶液；取SiO_x@C粉体100g，搅拌1~2h后，于-80 ℃环境下冷冻干燥，将冷冻干燥后的产物置于机械粉碎机中粉碎，将粉碎后的粉体与商用石墨按质量比8~10:100混合均匀，置于管式炉中，于高纯氩环境中热处理，热处理温度为600~700 ℃保温5~6h，升温速度3~7℃/min，待腔体降至室温，取出，得到的粉体为SiO_x@C与石墨复合负极材料。

所说的碳源为纳米纤维素与沥青的复合，纳米纤维素与沥青的质量比为1~2:10。

本发明采用分段包覆以及分层包覆的技术，解决了SiO_x循环性能差的问题。本发明SiO_x与碳源复合，利用冷冻干燥技术进行干燥，可避免干燥过程中粉体沉淀导致的碳源与SiO_x粉体分散不均匀的问题，采用二次包覆且二次包覆与石墨复合，可确保SiO_x@C粉体与石墨更好的复合，改善SiO_x导电性差的问题。该方法的优点在于可大幅提升SiO_x@C与石墨复合作为锂离子电池负极材料的高倍率循环性能，且制备工艺简单，制备成本低，且性能稳定，具有广阔的应用前景。

附图说明