[发明专利]硅银碳三元复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种硅银碳三元复合材料的制备方法，包括如下步骤：首先将多孔硅粉末与银源按设定配比混合并搅拌0.5～5h，再加入有机碳源，继续搅拌12～24h，使硅粉末‑银源材料‑碳源的混合物反应，反应结束后，进行抽滤，再用去离子水进行洗涤，然后在40～120℃下烘干至少10h，从而得到硅‑纳米银‑有机碳源复合粉体；然后在惰性气体环境中，将硅‑纳米银‑有机碳源复合粉体在400～900℃下进行碳化反应2～5h，即得到硅银碳三元复合材料。本发明方法制备工艺简单，反应条件温和，所合成的硅银碳三元复合锂电负极材料具有高首次库伦效率、较稳定的循环性能和较高的容量保持率，适合进一步规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种硅负极材料的制备方法，特别是涉及一种硅银复合材料的制备方法，还涉及一种硅碳复合材料的制备方法，应用于介孔硅复合材料和锂离子电池电极材料技术领域。

背景技术

如今锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优势已在移动通讯、电动汽车等领域得到广泛使用，其中电极材料是锂离子电池的核心，直接决定了电池的储锂性能。然而，目前商业化的锂离子电池中主要采用的石墨负极材料理论容量仅有372mAh/g，在一定程度上限制了高性能锂离子电池的发展。因此研究制备高比容量、循环性能更稳定的负极材料对于下一代锂离子电池的发展具有重要意义。

目前已报道的高比容量负极材料有硅基材料、锡基材料、金属氧化物等，其中硅的理论比容量可达3579mAh/g，且工作电压低、原材料来源丰富，是最具有发展前景的负极材料。然而硅的电子导电能力较差，且在嵌锂和脱锂过程中会产生严重的体积变化，甚至提价变化率达到400％，极易造成硅颗粒的破碎并与集流体失去接触，同时硅表面不断重新形成SEI膜持续消耗电解质中大量的Li⁺，造成了比容量的迅速衰减和电极厚度极大膨胀，尤其在大电流密度下进行充放电更为明显。

将硅与导电性材料进行复合是改善硅负极材料电化学性能的有效方式。公开号为CN105655555A中国专利文献公开了通过硅石墨混合球磨、二次酸洗和有机碳源包覆制备硅碳复合材料的方法，公开号为CN105226244A中国专利文献公开了通过酸刻蚀、氢氟酸还原硝酸银制备硅银复合材料的方法。上述两种材料在一定程度上延长了硅基负极材料的循环寿命，但是电池首次库伦效率低、循环稳定性较差，有待进一步提升，且制备过程比较复杂，作为复合材料不能满足材料结构设计的需要。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种硅银碳三元复合材料的制备方法，工艺简单、条件温和，制备得到的硅银碳复合负极材料具有高比容量、高首次效率特性，且循环性能稳定，在大电流密度下充放电仍具有较长的循环寿命。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种硅银碳三元复合材料的制备方法，其特征在于,包括如下步骤：

a.硅-纳米银-有机碳源复合粉体的制备：