一种杂元素掺杂改性的硅基负极材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN117894955A

    公开(公告)日:2024-04-16

    申请号:CN202410079169.4

    申请日:2024-01-19

    Abstract: 本发明提供一种杂元素掺杂改性的硅基负极材料的制备方法,包括:S1将硅材料和杂元素材料称量后放置于研钵中研磨混合,得到杂元素硅混合物;S2将杂元素/硅混合物置于焦耳热处理装置中的石墨舟中,接通焦耳热处理装置中电极的电源,对杂元素/硅混合物进行焦耳热冲击处理,得到杂元素掺杂改性的硅基负极材料。本发明通过焦耳热快速热冲击实现杂元素对硅的均匀掺杂,将杂元素引入硅的晶格中,诱导硅的晶格扩张,优化锂嵌入和脱出的通道,提高了硅材料的导电能力;将上述硅基负极材料用于锂电池的负极极片中,有效缓解硅负极在锂电池循环过程中的体积膨胀,同时锂电池首次充放电效率和充放电倍率性能明显改善。

    一种硅烷沉积的多孔碳的负极材料的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN117699772A

    公开(公告)日:2024-03-15

    申请号:CN202311727315.1

    申请日:2024-02-02

    Abstract: 本发明公开了一种硅烷沉积的多孔碳的负极材料的制备方法及其应用。本发明的通过硅烷沉积在多孔碳中制备用于电极的硅碳复合材料,包括用水或乙醇与多孔碳材料混合后加热真空处理,实现气体充分地排除,并在水或乙醇中添加表面活性剂和硅烷偶联剂,提高水或乙醇与多孔碳之间的浸润性,再经过惰性气体置换、通入硅烷后快速升温等步骤,制备得到了硅烷沉积的多孔碳的负极材料。硅在多孔碳内部充分、均匀沉积且粒径小,用作锂电池负极材料时,首次充放电效率和充放电循环性能明显改善;随着循环圈数的增加,电池的容量依旧保持稳定,1A g‑1下首次放电容量1626.2mAh/g,首次充放电效率达88%。

    一种层状多孔锂电池导电材料、制备方法、导电剂及电池

    公开(公告)号:CN116314794A

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202310109798.2

    申请日:2023-02-10

    Abstract: 本发明属于导电材料技术领域,公开了一种层状多孔锂电池导电材料、制备方法、导电剂及电池。基于Mxene二维层状材料为多孔碳前驱体,通过与氧化石墨烯的分散液复合、干燥的方式构建Mxene与石墨烯层层堆叠的结构,而后通过高温还原、刻蚀的过程进而得到多孔层状碳结构与石墨烯层层组装的二维层状复合结构。本发明结构同时包含结构完整、高效导电的石墨烯层与电解液浸润性良好,离子传输性能优秀的多孔层状碳。兼具优秀的离子传输与电子传输特性,应用于锂电池中,性能远好于导电炭黑、碳纳米管与石墨烯。实际测试表明,使用该导电剂的锂电池的电池内阻,大倍率充放电性能与大倍率循环性能均好于现有产品。

    一种钠离子电池负极材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN117776147B

    公开(公告)日:2024-08-06

    申请号:CN202311584197.3

    申请日:2023-11-25

    Abstract: 本发明提供一种钠离子电池负极材料及其制备方法,涉及钠离子电池技术领域,该钠离子电池负极材料为内部多孔结构由焦油填充和外部由具有梯度结构的包覆层包覆的多孔硬碳材料,其中包覆层由不同分子量的沥青经过高温碳化处理得到;所述制备方法包括:将焦油和沥青溶解稀释后,加入多孔硬碳基材中分散均匀,随后进行蒸干处理和分阶段的高温碳化处理,得到内部孔结构由焦油填充和外部由具有梯度结构的碳化沥青包覆的多孔硬碳材料。本发明提供的钠离子电池负极材料具有高比容量、高首效、高倍率和长循环稳定性的特点。

    一种梯度填充多层级碳包覆硅碳复合材料的制备方法

    公开(公告)号:CN117855413A

    公开(公告)日:2024-04-09

    申请号:CN202311733935.6

    申请日:2023-12-15

    Abstract: 本发明提供了一种梯度填充多层级碳包覆硅碳复合材料的制备方法,包括:将沉积硅的多孔碳的硅碳复合材料、焦油小分子、沥青和分散剂进行球磨混合,得到混合分散液;再进行干燥,得到包覆的硅碳复合结构的前驱体,在惰性气体氛围中进行高温烧结,得到不同石墨化程度的梯度填充多层级碳包覆结构;再进行研磨,得到颗粒均匀的硅碳复合材料。本发明针对硅沉积于多孔碳内部的硅碳复合结构,通过焦油小分子与沥青大分子混合溶液的包覆并高温石墨化处理,得到了一种梯度填充的多层级碳包覆的硅碳复合材料,有效缓解了硅因体积膨胀造成的SEI层不稳定问题,维持循环过程中的结构稳定性。

    一种改性硅碳复合材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN119381422A

    公开(公告)日:2025-01-28

    申请号:CN202411325705.0

    申请日:2024-09-23

    Abstract: 本发明涉及了锂离子电池材料技术领域,具体提供了一种改性硅碳复合材料及其制备方法和应用,以碳层包覆硅颗粒的硅碳复合材料为改进基础,将其与氟化物的混合物,在惰性气体的保护下,进行热处理、酸洗和烘干,即可得到改性硅碳复合材料,该改性材料是在硅颗粒的外部形成具有氟化碳缺陷的碳氟镶嵌结构,改性材料组装为锂离子电池,进行充放电后,碳氟键断裂,氟锂键生成,在硅颗粒的外部包覆形成氟化锂颗粒和碳镶嵌的结构层,硅颗粒外部形成的这种单层结构能够有效提高电子离子的快速传输能力,且具有优异的机械强度,持续充放电过程中抗断裂性更好,进一步提升了导电性,使得锂离子电池的电化学性能得到了显著的提升,制备方法简单,便于控制。

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