[发明专利]一种基于生物质基硅碳复合材料的锂离子电池的制备方法

摘要

本发明提供一种基于生物质基硅碳复合材料的锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法以含硅生物质碳作为单一原料，采用水热还原法合成基于生物质基硅碳复合材料，将基于生物质基硅碳复合材料作为负极材料，LiNiO2作为正极材料，LiPF6/EC:DMC作为电解液，PP、PE微孔薄膜或两者双层作为隔膜,发泡镍片作为填充物，在氩气保护下组装形成基于生物质基硅碳复合材料的锂离子电池。本发明制备方法简单，能有效避免镁在还原过程中生成碳化硅，将生物质中的硅和碳同时保存下来，利用率高，且生成的复合材料中硅单质纳米粒子均匀分布于无序多孔结构中，使复合材料的性能好，为制备的锂离子电池的优异性能打下良好基础。

主权项

一种基于生物质基硅碳复合材料的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述制备方法以含硅生物质碳作为单一原料，采用水热还原法合成基于生物质基硅碳复合材料，将基于生物质基硅碳复合材料作为负极材料，LiNiO2作为正极材料，LiPF6/EC:DMC作为电解液，PP微孔薄膜、PE微孔薄膜或两者双层作为隔膜,发泡镍片作为填充物，在氩气保护下组装形成基于生物质基硅碳复合材料的锂离子电池；其中，基于生物质基硅碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将含硅生物碳研磨成粉末状，按照摩尔比为100:0.5‑10的比例与粉末状碱性物质混合，混合均匀后，通入氮气或者氩气惰性气体，在400‑1700℃下碳化处理1‑10h，得到硅碳复合物前驱体；(2)将步骤(1)制备的硅碳复合物前驱体研磨过筛后，依次加入足量的酸和水反复清洗，去除多余无机盐杂质离子，得到pH为中性的硅碳复合物前驱体浑浊液；(3)将步骤(2)制备的硅碳复合物前驱体浑浊液注入到水热反应釜内，将硅碳复合物前驱体浑浊液中的硅与镁粉按照摩尔比为1:0.5‑5的比例混合均匀，用碱性物质调节溶液pH值至9.5‑13.5之间，在搅拌条件下，在160‑250℃下密封水热，反应2‑24h，待产物随炉冷却至室温后取出，得到硅碳复合物；(4)将步骤(3)制备的硅碳复合物依次加入足量的酸和水反复清洗，去除反应过程中生成的镁盐和未反应的硅盐后，烘干得到基于生物质基硅碳复合材料。