技术王国

本创造属于锂水合氢电池素材王国。,详细关涉一种硅碳负极复合素材的配制品方法。

环境技术

作为锂水合氢电池的要紧组成部分,阳极素材的可能密度和回路使苍老取得深入的支配,商用阳极素材仍照用国际公约榜样,但其学说卷低,已不克不及清偿过的日见增长的市场需求。,因而,找寻新的负极素材是燃眉之急。。硅基素材使遭受了广阔的的看重兴味。,又硅基素材也某个缺陷。,率先是发行量褶皱击中要害大量膨大。,使神速的有重大影响的粉末从搜集流感中切除,卷神速衰落,二,硅亲手执意半导体素材。,电导率差,这些缺陷限度局限了硅素材的开展。。点明了硅的这些缺陷。,眼前的次要处置办法有硅毫微米化和将硅基素材疏散在休息的神速的/非神速的基体中,积极的/非积极的矩阵为硅量膨大弥补缓冲投宿。,一方面,硅与锂私下的电荷转变保守是,增大了完全地素材的电导率。,硅与休息金属和硅-碳复合素材是至多的。,硅碳复合安排更近似值电流电池设计。

专利的CN103022448A由于了一种硅碳负极素材的配制品方法,其特点信赖,将硅粉溶化在解决方法中停止湿法球磨。,话说回来使隶属于自然榜样,持续经受磨损,接见终极的S。,在该方法中,硅粉和自然榜样在零散的中复杂混合。,无良好的涂布后果。,硅基素材的膨大成绩并无接见处置。,电池的回路功能不梦想。。专利的CN 102157731 A经过粉状镁在低温中复原介孔二炽烈的硅,话说回来用氢氯酸侵蚀接见多孔硅。,采取液碳包覆法配制品了硅碳复合素材。,多孔安排可以灵验地解除量膨大成绩。,吹捧回路稳定性,不管怎样,粉状镁和介孔二炽烈的硅的运用将极大地支配,违背大批制造。专利的CN 102394287 一种先球磨法。、经过焙烧等措施配制品毫微米门房体二炽烈的硅粉体。,话说回来在硅灰边线停止两人间的关系气相寄存。,末版,将接见的素材停止液相涂布和焙烧。,硅碳复合负极素材的可取消比卷,首先回路库仑赢利性大于80%。,回路50 每周卷握住率大于95%,无益的嵌入、除锂与回路稳定性,但其技术旅行途中的相当复杂。,在配制品褶皱中运用较高的两人间的关系气相寄存本钱。,工业化完全地困难的。。

创造材料

本创造的实体的是处置目前的技术的缺乏。,弥补了高可取消卷。、库伦的赢利性与良好的时代功能,配制品工艺学复杂。,价格低廉,西装工业化制造的硅碳负极复合素材的配制品方法。

处置再技术成绩,本创造采取的技术设计是::一种硅碳负极复合素材的配制品方法,它的举行开幕典礼信赖:包罗以下措施:

(1)在去水合氢中疏散必然衡量的硅粉和碳源。,搅拌片刻。,转变到聚四氟乙烯保守器,采取水热法在碳硅粉上包覆碳门房体。,再次在没有生气空气中煅烧;

(2)将措施(1)击中要害煅烧素材疏散在混合答案A中。,高速公路疏散阴暗的,煅烧物料与混合答案A的混合质量比,最好是1:5-10。,疏散时期为1~6h。;

(3)措施(2)用苛性度答案错误百出的干有重大影响。,干错误百出的素材,接见终极的硅碳负极复合素材。

更进一步的,在措施(1)中,硅粉末为单晶硅。、一种多晶体硅,碳源是亲爱的。、乳糖、右旋糖、淀粉、纤维素化合物、聚乙烯醇、枸橼酸的一种或两种再混杂的事物。,所述水热法的处置高烧为140~220℃。,水热处置时期为4-12h。

更进一步的,措施(1)击中要害没有生气空气是氮气。、氩气、氦、一种氖气。,煅烧高烧为600~800℃。,煅烧时期2~24h。。

更进一步的,措施(1)是在水热保守褶皱中。,除非碳源碳化,硅颗粒的边线被炽烈的成锡奥。x相,非结晶碳涂层Si/锡奥的形成物x相,所述1﹤x﹤2。

更进一步的,在措施(2)中,混合答案A为含有机解决方法的用胶版印刷。,答案B是丙酮作为有机解决方法。、含酒精的饮料、氮苯、异丙基苯α、链烷、苯、甲苯、二甲苯的一种典型。。

更进一步的,榜样是措施(2)击中要害自然榜样。、人工榜样、鳞片榜样、一种定中心相炭微球,导电剂为导电黑烟末。。、克秦黑、榜样烯、碳毫微米管、电石气黑的一种或两种再混杂的事物。。

更进一步的,措施(3)击中要害错误百出的答案是HF答案。、NaOH答案、一种KOH解,错误百出的时期为60-120分钟。,错误百出的后,Si边线的小量锡奥x被错误百出的,在榜样图形中形成物终极的非晶碳包覆多孔Si/SiOx颗粒。

更进一步的,HF答案的浓度为1~10%。。

更进一步的,NaOH的浓度为20%~80%。,KOH的浓度为20%~80%。。

本创造的无益后果如次。:本创造弥补了一种复杂易行的硅碳负极素材的配制品方法,所配制品的硅碳素材为球或球安排。,包罗多孔Si SiOx边线包覆去核和非结晶碳壳,末版疏散在榜样和/或导电剂中。,复合素材的多孔球安排、包覆的非结晶碳和掺杂榜样和/或导电剂弥补,无效增大锂水合氢的拔出安置,增大硅量效应,增大其电两人间的关系稳定性,这种素材预备起来很可鄙的。,复杂褶皱把持,恳求大规模工业化制造。。

附图阐明

图1是由完成例1配制品的金刚砂复合素材的SEM图。;

图2是金刚砂复合素材的首先充放电图。;

图3是配制品的硅碳复合素材的回路功能图。。

详细完成方法

本创造的以下完成例由详述的完成方法明确提出。,熟识此技术的人士可由本阐明书所暴露的材料轻易地理解本创造的休息优点及美德。

一种硅碳负极复合素材的配制品方法,包罗以下措施:

(1)在去水合氢中疏散必然衡量的硅粉和碳源。,搅拌片刻。,转变到聚四氟乙烯保守器,采取水热法在碳硅粉上包覆碳门房体。,再次在没有生气空气中煅烧;单晶硅硅粉、一种多晶体硅,碳源是亲爱的。、乳糖、右旋糖、淀粉、纤维素化合物、聚乙烯醇、枸橼酸的一种或两种再混杂的事物。,所述水热法的处置高烧为140~220℃。,水热处置时期为4-12h。

(2)将措施(1)击中要害煅烧素材疏散在混合答案A中。,高速公路疏散阴暗的,煅烧物料与混合答案A的混合质量比,最好是1:5-10。,疏散时期为1~6h。;

(3)措施(2)用苛性度答案错误百出的干有重大影响。,干错误百出的素材,接见终极的硅碳负极复合素材。

受优先偿还的权利的,措施(1)击中要害没有生气空气是氮气。、氩气、氦、一种氖气。,煅烧高烧为600~800℃。,煅烧时期2~24h。。

受优先偿还的权利的,措施(1)在水热保守褶皱中。,除非碳源碳化,硅颗粒的边线被炽烈的成锡奥。x相,非结晶碳涂层Si/锡奥的形成物x相,1﹤x﹤2。

受优先偿还的权利的,在措施(2)中,混合答案A为含有机解决方法的用胶版印刷。,答案B是丙酮作为有机解决方法。、含酒精的饮料、氮苯、异丙基苯α、链烷、苯、甲苯、二甲苯的一种典型。。

受优先偿还的权利的,榜样是自然榜样(2)、人工榜样、鳞片榜样、一种定中心相炭微球,导电剂为导电黑烟末。、克秦黑、榜样烯、碳毫微米管、电石气黑的一种或两种再混杂的事物。。

受优先偿还的权利的,在措施(3)中,错误百出的答案为HF答案。、NaOH答案、一种KOH解,错误百出的时期为60-120分钟。,错误百出的后,Si边线的小量锡奥x被错误百出的,在榜样图形中形成物终极的非晶碳包覆多孔Si/SiOx颗粒。

受优先偿还的权利的,HF答案的浓度为1~10%。。

受优先偿还的权利的,NaOH的浓度为20%~80%。,KOH的浓度为20%~80%。。

完成例1

一种具有平均的结晶粒度的单晶硅粉末和亲爱的,立体内容为25%,答案以1h超速搅拌,超速为600转/分钟。,将搅拌后的答案转变到聚四氟乙烯保守器中,180°10h绝热,热处置本领的离心,阴暗的和离心后的战利品,在N2在500℃煅烧以警卫。,发暖速率为10分钟/分钟。,绝热时期为4h,煅烧后的战利品以1:5的质量比溶化于含酒精的饮料答案中。,立体内容为15%,该答案在2000 rpm下高速公路搅拌1h。,话说回来停止过滤处置。,话说回来干,阴暗的后的战利品用5% HF答案错误百出的。,战利品与蚀刻答案的质量比为1:50。,错误百出的时期为2h。,错误百出的后华样的离心阴暗的,终极接见硅碳复合素材。。

配制品的硅碳复合素材制成CR2032扣住,极面片剂的配制品是本神速的有重大影响的。:导电剂SP:增稠剂CMC:使结合剂SBR:1:,立体内容为45%,电解质为1mol/L。 LiPF6,解决方法为混合解决方法EC:DMC:EMC=1:1:1,膜片为Celgad聚丙烯薄膜。,在带有氩气警卫的手套箱中。,锂片状晶体作反电极的半电池。

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