技术管辖范围

本发明物属于锂水合氢电池气质管辖范围。,详细关涉一种硅碳负极复合气质的预备方法。

环境技术

作为锂水合氢电池的要紧组成部分,阳极气质的能力密度和成环性命诈骗深入的冲撞,商用阳极气质仍照用规矩引导,但其学说电容低,已不克不及履行愈增长的市场需求。,相应地,寻觅新的负极气质是燃眉之急。。硅基气质导致了到国外的商量兴味。,只是硅基气质也相反地错误。,率先是行情快跑打中大大块膨大。,使积极分子灵的粉末从搜集流感中变坏,电容神速减幅,二,硅自身执意半导体气质。,电导率差,这些错误限度局限了硅气质的开展。。点明了硅的这些错误。,眼前的次要处置办法有硅毫微米化和将硅基气质疏散在另一个的积极分子/非积极分子基体中,敏捷的/非敏捷的矩阵为硅大块膨大装修缓冲茫然的。,一方面,硅与锂中部的电荷转变保守是,变高了总计的气质的电导率。,硅与另一个金属和硅-碳复合气质是至多的。,硅碳复合建筑学更亲密的电流电池设计。

专利证CN103022448A由于了一种硅碳负极气质的预备方法,其特点分娩,将硅粉溶化在有溶解能力的中举行湿法球磨。,那时混录自然引导,持续受擦伤,通行终极的S。,在该方法中,硅粉和自然引导在植物学中复杂混合。,无良好的涂布发生。,硅基气质的膨大成绩并无通行处置。,电池的成环功能不抱负。。专利证CN 102157731 A经过粉状镁在低温中复原介孔二使氧化硅,那时用氢氯酸锈蚀通行多孔硅。,采取液碳包覆法预备了硅碳复合气质。,多孔建筑学可以灵验地方便大块膨大成绩。,增加成环稳定性,但是,粉状镁和介孔二使氧化硅的运用将极大地冲撞,作对大批生利。专利证CN 102394287 一种先球磨法。、经过焙烧等方法预备毫微米开拓体二使氧化硅粉体。,那时在硅灰外形举行化学作用气相加积。,至死,将通行的气质举行液相涂布和焙烧。,硅碳复合负极气质的可反性比电容,最初成环库仑赢利性大于80%。,成环50 每周电容无效率大于95%,善良嵌入、除锂与成环稳定性,但其技术巡回的相当复杂。,在预备快跑中运用较高的化学作用气相加积本钱。,工业化每个人争论。。

发明物使满意

本发明物的意图是处置持续存在技术的缺乏。,装修了高可反性电容。、库伦的赢利性与良好的时代功能,预备手法复杂。,价格低廉,诉讼工业化生利的硅碳负极复合气质的预备方法。

处置再技术成绩,本发明物采取的技术突出是::一种硅碳负极复合气质的预备方法,它的开创分娩:包罗以下方法:

(1)在去水合氢中疏散必然使均衡的硅粉和碳源。,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开拓体。,再次在不活动空气中煅烧;

(2)将方法(1)打中煅烧气质疏散在混合烈性酒A中。,快车道疏散枯燥的,煅烧物料与混合烈性酒A的混合质量比,最好是1:5-10。,疏散时期为1~6h。;

(3)方法(2)用尖刻烈性酒错误百出的干灵。,干错误百出的气质,通行终极的硅碳负极复合气质。

的比较级的,在方法(1)中,硅粉末为单晶硅。、一种多晶体硅,碳源是一匙糖。、乳糖、右旋糖、淀粉、纤维蛋白、聚乙烯醇、枸橼酸的一种或两种再复合。,所述水热法的处置发烧为140~220℃。,水热处置时期为4-12h。

的比较级的,方法(1)打中不活动空气是氮气。、氩气、氦、一种氖气。,煅烧发烧为600~800℃。,煅烧时期2~24h。。

的比较级的,方法(1)是在水热保守快跑中。,要不是碳源碳化,硅颗粒的外形被使氧化成锡奥。x相,非结晶碳涂层Si/锡奥的编队x相,所述1﹤x﹤2。

的比较级的,在方法(2)中,混合烈性酒A为含有机有溶解能力的的词的拼法。,烈性酒B是丙酮作为有机有溶解能力的。、酒精、二氮陆圜、异丙基苯α、链烷、苯、甲苯、二甲苯的一种典型。。

的比较级的,引导是方法(2)打中自然引导。、人工引导、鳞片引导、一种中部相炭微球,导电剂为导电黑色素。。、克秦黑、引导烯、碳毫微米管、电石气黑的一种或两种再复合。。

的比较级的,方法(3)打中错误百出的烈性酒是HF烈性酒。、NaOH烈性酒、一种KOH解,错误百出的时期为60-120分钟。,错误百出的后,Si外形的小量锡奥x被错误百出的,在引导图形中编队终极的非晶碳包覆多孔Si/SiOx颗粒。

的比较级的,HF烈性酒的浓度为1~10%。。

的比较级的,NaOH的浓度为20%~80%。,KOH的浓度为20%~80%。。

本发明物的无益发生如次。:本发明物装修了一种复杂易行的硅碳负极气质的预备方法,所预备的硅碳气质为圆满或圆满建筑学。,包罗多孔Si SiOx外形包覆果核和非结晶碳壳,至死疏散在引导和/或导电剂中。,复合气质的多孔圆满建筑学、包覆的非结晶碳和掺杂引导和/或导电剂,无效变高锂水合氢的拔出驻扎军队,变高硅大块效应,变高其电化学作用稳定性,这种气质预备起来很低劣的。,复杂快跑把持,合适大规模工业化生利。。

附图阐明

图1是由执行例1预备的金刚砂复合气质的SEM图。;

图2是金刚砂复合气质的最初充放电图。;

图3是预备的硅碳复合气质的成环功能图。。

详细执行方法

本发明物的以下执行例由倘若的执行方法委派。,熟识此技术的人士可由本阐明书所暴露的使满意轻易地理解本发明物的另一个优点及实力。

一种硅碳负极复合气质的预备方法,包罗以下方法:

(1)在去水合氢中疏散必然使均衡的硅粉和碳源。,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开拓体。,再次在不活动空气中煅烧;单晶硅硅粉、一种多晶体硅,碳源是一匙糖。、乳糖、右旋糖、淀粉、纤维蛋白、聚乙烯醇、枸橼酸的一种或两种再复合。,所述水热法的处置发烧为140~220℃。,水热处置时期为4-12h。

(2)将方法(1)打中煅烧气质疏散在混合烈性酒A中。,快车道疏散枯燥的,煅烧物料与混合烈性酒A的混合质量比,最好是1:5-10。,疏散时期为1~6h。;

(3)方法(2)用尖刻烈性酒错误百出的干灵。,干错误百出的气质,通行终极的硅碳负极复合气质。

优先权的,方法(1)打中不活动空气是氮气。、氩气、氦、一种氖气。,煅烧发烧为600~800℃。,煅烧时期2~24h。。

优先权的,方法(1)在水热保守快跑中。,要不是碳源碳化,硅颗粒的外形被使氧化成锡奥。x相,非结晶碳涂层Si/锡奥的编队x相,1﹤x﹤2。

优先权的,在方法(2)中,混合烈性酒A为含有机有溶解能力的的词的拼法。,烈性酒B是丙酮作为有机有溶解能力的。、酒精、二氮陆圜、异丙基苯α、链烷、苯、甲苯、二甲苯的一种典型。。

优先权的,引导是自然引导(2)、人工引导、鳞片引导、一种中部相炭微球,导电剂为导电黑色素。、克秦黑、引导烯、碳毫微米管、电石气黑的一种或两种再复合。。

优先权的,在方法(3)中,错误百出的烈性酒为HF烈性酒。、NaOH烈性酒、一种KOH解,错误百出的时期为60-120分钟。,错误百出的后,Si外形的小量锡奥x被错误百出的,在引导图形中编队终极的非晶碳包覆多孔Si/SiOx颗粒。

优先权的,HF烈性酒的浓度为1~10%。。

优先权的,NaOH的浓度为20%~80%。,KOH的浓度为20%~80%。。

执行例1

一种具有中间粒度的单晶硅粉末和一匙糖,实心的满足的为25%,烈性酒以1h转动率搅拌,转动率为600转/分钟。,将搅拌后的烈性酒转变到聚四氟乙烯保守器中,180°10h绝热,热处置货物的离心,枯燥的和离心后的战利品,在N2在500℃煅烧以谨慎使用。,使热情速率为10分钟/分钟。,绝热时期为4h,煅烧后的战利品以1:5的质量比溶化于酒精烈性酒中。,实心的满足的为15%,该烈性酒在2000 rpm下快车道搅拌1h。,那时举行过滤处置。,那时干,枯燥的后的战利品用5% HF烈性酒错误百出的。,战利品与蚀刻烈性酒的质量比为1:50。,错误百出的时期为2h。,错误百出的后样品的离心枯燥的,终极通行硅碳复合气质。。

预备的硅碳复合气质制成CR2032电钮,反向性片剂的预备是鉴于积极分子灵的。:导电剂SP:增稠剂CMC:深感剂SBR:1:,实心的满足的为45%,电解质为1mol/L。 LiPF6,有溶解能力的为混合有溶解能力的EC:DMC:EMC=1:1:1,膜片为Celgad聚丙烯薄膜。,在带有氩气谨慎使用的手套箱中。,锂凿作反电极的半电池。

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