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专利号: 2024105412088
申请人: 阜阳师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高孔隙率低体积膨胀的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于包括如下步骤:(1)将纳米硅粉分散在去离子水中,形成均匀的硅粉水溶液,备用;

(2)将适应量的氯化钙溶液加入到硅粉水溶液中,在搅拌条件下加入硅酸镁锂溶胶,形成共混的硅粉水溶液‑硅酸镁锂溶胶液;氯化钙的添加质量根据碳酸钙和硅粉质量比1:1‑2调节;所述硅酸镁锂溶胶中含有硅酸镁锂纳米颗粒和十二烷基磺酸钠;

(3)将碳酸钠溶液缓慢滴加在氯化钙‑硅酸镁锂溶胶液中,待充分反应,过滤烘干,制得Si/Li2Mg2(SiO3)3@CaCO3产物;

(4)再进行有机碳源包覆工艺;

(5)采用稀盐酸刻蚀,获得锂电多孔负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种高孔隙率低体积膨胀的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)将硅粉分散在去离子水溶液中,在转速1150‑1350r/min条件下搅拌1‑2h,然后在转速为650‑850r/min条件下搅拌3‑4h,制得硅粉水溶液,备用。

3.根据权利要求1所述的一种高孔隙率低体积膨胀的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,在搅拌条件下加入硅酸镁锂溶胶,转速为850‑950r/min,待硅酸镁锂溶胶均匀分散在硅粉水溶液中。

4.根据权利要求1所述的一种高孔隙率低体积膨胀的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于:所述硅粉和硅酸镁锂质量比为1:0.5‑2。

5.根据权利要求4所述的一种高孔隙率低体积膨胀的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述硅酸镁锂溶胶的制备方法包括如下步骤:将硅酸镁锂、聚乙烯醇和水装入球磨机中进行球磨,得溶胶预混液; 再将十二烷基磺酸钠与溶胶预混液进行均匀混合,其中十二烷基磺酸钠与硅酸镁锂的质量比为1:1,得到硅酸镁锂溶胶。

6.根据权利要求1所述的一种高孔隙率低体积膨胀的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,在步骤(3)和步骤(4)之间还包括如下步骤:在45‑50℃条件下,将Si/Li2Mg2(SiO3)3@CaCO3产物在搅拌条件下分散在羟基丙酮中,得到羟基化的Si/Li2Mg2(SiO3)3@CaCO3产物;

将羟基化的Si/Li2Mg2(SiO3)3@CaCO3产物加入到聚硼硅氧烷预聚体中,在130‑145℃下搅拌反应8‑12h,得到Si/Li2Mg2(SiO3)3@CaCO3‑聚硼硅氧烷复合材料。

7.根据权利要求6所述的一种高孔隙率低体积膨胀的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于:所述聚硼硅氧烷预聚体的粘度为4000‑5000mPa·s。