[发明专利]Si/SiO2 有效
| 申请号： | 201811514690.7 | 申请日： | 2018-12-11 |
| 公开（公告）号： | CN109390577B | 公开（公告）日： | 2021-02-19 |
| 发明（设计）人： | 尹壮 | 申请（专利权）人： | 桑德新能源技术开发有限公司;桑顿新能源科技有限公司 |
| 主分类号： | H01M4/36 | 分类号： | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙) 11463 | 代理人： | 李青 |
| 地址： | 101102 北京*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | si sio base sub | ||
本发明提供了一种Si/SiO2/C复合纳米纤维材料及其制备方法与负极材料，涉及电池材料领域，该Si/SiO2/C复合纳米纤维材料，包括：碳纳米纤维；和Si/SiO2颗粒，Si/SiO2颗粒位于碳纳米纤维内部，且为SiO2包覆Si颗粒形成的核壳结构。利用该复合纳米纤维材料能够缓解现有碳包覆硅的核壳结构的复合材料中，碳包覆层容易与硅脱离和破裂进而影响电池循环稳定性的技术问题，达到提高硅碳复合材料结构稳定性的目的。
技术领域
本发明涉及电池材料领域，尤其是涉及一种Si/SiO2/C复合纳米纤维材料及其制备方法与负极材料。
背景技术
在绿色能源技术和低碳经济高速发展的时代，对锂离子电池负极材料的选择提出了越来越高的要求。目前商业化生产应用的锂离子负极主要为石墨类负极材料，然而石墨的理论比容量仅为372mAh/g，用石墨负极制备出的电池远远满足不了电动汽车的续航要求，从而制约了锂离子电池在动力电池领域方面的应用发展。在众多潜在的替代石墨的材料中，理论容量达到4200mAh/g，硅以其独特的优势和潜力吸引了越来越多的目光。然而，硅材料在做为锂离子电池负极时，其体积膨胀可以达到300％，这将导致硅自身粉化、脱离导电网络、表面SEI膜破裂消耗电解液和活性锂；同时硅自身的导电性极差，这些问题的存在都会导致电池首次效率偏低，循环性能差。上述问题均为阻碍硅在锂离子电池领域大规模应用的难题。
为了解决上述问题，研究者们将目光投向了硅碳复合材料。碳材料导电性好而且体积效应小，适合作为硅的包覆材料，将碳材料包覆在硅颗粒表面可以起到缓冲硅体积效应和增强电子电导的作用，而且碳壳的存在减小了硅表面与电解液的副反应。目前的硅碳复合材料主要为碳包覆硅的核壳结构的复合材料，该结构中，硅碳以单个颗粒形式存在，在硅反复发生体积膨胀收缩变化时，碳包覆层容易与硅脱离和破裂，因此，会降低硅碳复合材料的稳定性。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种Si/SiO2/C复合纳米纤维材料，以缓解现有碳包覆硅的核壳结构的复合材料中，碳包覆层容易与硅脱离和破裂进而影响电池循环稳定性的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种Si/SiO2/C复合纳米纤维材料的制备方法，以缓解利用现有制备方法得到的硅碳复合材料结构稳定性差的问题。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种Si/SiO2/C复合纳米纤维材料，包括：
碳纳米纤维，和
Si/SiO2颗粒，位于所述碳纳米纤维内部，且为SiO2包覆Si颗粒形成的核壳结构。
可选地，根据本发明的Si/SiO2/C复合纳米纤维材料，Si/SiO2颗粒的粒径﹤碳纳米纤维的直径﹤2倍的Si/SiO2颗粒的粒径。
可选地，根据本发明的Si/SiO2/C复合纳米纤维材料，所述Si/SiO2颗粒的粒径为55～75nm，所述Si颗粒的粒径为50～70nm；所述碳纳米纤维的直径为56～150nm。
一种上述Si/SiO2/C复合纳米纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
提供含Si/SiO2颗粒的静电纺丝分散液，经静电纺丝和碳化处理后得到所述Si/SiO2/C复合纳米纤维材料。
可选地，根据本发明的制备方法，所述静电纺丝分散液的制备方法包括以下步骤：
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