由石墨邦主办的2025年第七届新型气相沉积硅碳负极材料技术研讨会暨第二届钠离子电池及关键材料技术研讨会将于2025年3月26日-27日在常州市召开。
长按扫码 报名参会
国家知识产权局信息显示，中国第一汽车股份有限公司申请一项名为“一种硅碳负极材料及其制备方法和应用”的专利，公开号 CN 119170760 A，申请日期为2024年8月。
锂离子电池负极的石墨其理论比容量仅为372mAh/g，远远无法满足高比能量锂离子电池的需求。硅具有4200mAh/g的高理论比容量，被认为是最有希望替代石墨负极的材料，但硅在充放电过程中有着高达300％的体积变化，致使其在充放电过程中反复伸缩，从而在材料内部形成较大的内应力，导致硅颗粒发生破碎和电极严重粉化；此外硅负极的电子电导和离子电导都较低，严重制约了其在商业上的广泛应用通过将硅活性颗粒分散在导电碳基体中形成硅碳复合材料，在兼顾硅的高比容量和碳的高导电性的同时，碳材料还有利于缓冲硅颗粒的体积膨胀，因而硅碳复合材料有望成为实现商业化应用的下一代锂离子电池负极材料之一。
目前关于硅碳复合材料结构设计研究较多，比如核壳结构、蛋黄结构、多孔结构和嵌入型结构等，这些结构设计不能解决硅与碳基体间存在的界面附着力差、连续充放电过程中易发生电接触损失的问题， 缓解硅的体积变化、改善材料电导率的作用有限。
本发明专利的硅碳负极材料，以石墨作为内核，助溶剂氧化硼将纳米硅均匀黏附在石墨表面，可提高纳米硅与石墨的附着力，避免充放电过程中硅材料从石墨表面脱落；纳米碳包覆层可避免硅颗粒与电解液直接接触发生副反应，同时可增加硅碳负极材料电子电导率；本发明的硅碳负极材料具有优异的综合电化学性能。
本发明的硅碳负极材料的制备方法简单易行，通过将石墨、纳米硅、硼化合物和水进行第一混合、第一焙烧，利用硼化合物在低温焙烧时的液化现象和延展性，以实现石墨表面纳米硅均匀分散并牢固的黏附在石墨表面， 有效地抑制充放电过程中硅与石墨基体分离团聚； 进一步将基体材料与热解碳源溶液进行第二混合、第二焙烧，在基体材料表面形成均匀的纳米碳包覆层， 在避免硅颗粒与电解液直接接触发生副反应的同时缓冲硅颗粒体积膨胀， 增加硅碳负极材料电子电导率。
此发明专利的一个目的在于提供一种硅碳负极材料，以解决现有技术中硅碳负极材料中的硅材料和碳材料之间的结合力较弱带来的硅颗粒易脱离碳材料表面，进而使负极材料导电性变差的问题。另一个目的在于提供一种所述的硅碳负极材料的制备方法，该方法简单易行，可得到电化学性能优异的硅碳负极材料。
如需获得该完整专利PDF资料
关注后回复“666”获取PDF资料
关注后回复“666”获取PDF资料
亲，点击下方的“阅读原文”，立即报名“第七届CVD硅碳负极会议暨第二届钠电会议”
