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新材料

一种硅纳米线、其制备方法及用于制备碳包覆硅纳米线负极材料的用途

所属技术领域

新材料产业

技术成熟度

样品、实验室阶段

成果简介

专利简介:本发明涉及一种硅纳米线、其制备方法及用于制备碳包覆硅纳米线负极材料的用途。本发明制备硅纳米线的方法包括如下步骤:将二氧化硅和氯化钠的混合粉末压制成阴极片;将阴极片进行低温烧结;然后将得到的阴极片固定在铁铬铝丝上作阴极,高纯石墨作阳极,在CaCl2的熔盐体系中,在高纯氩的气氛下进行电解,得到硅纳米线;将适量的乙炔黑与上述硅纳米线进行球磨;将球磨得到的粉料在惰性气氛下烧结,得到碳包覆硅纳米线负极材料。本发明的硅纳米线形貌好,以其作为前驱体制备碳包覆硅纳米线负极材料并组装成电池,电池表现出非常好的电池循环性能,电化学性能稳定,且能量密度高;本发明的制备方法简单,生产成本低,且原料利用率高。

技术优势:本发明制备硅纳米线的方法简单、成本低且原料利用率高,制备得到的硅纳米线形貌好,对该硅纳米线进行碳包覆制备得到的碳包覆硅纳米线负极材料制成电池具有非常好的电化学性能,电池的充电容量高达1450mAh/g,循环80周后,容量保持率为9295%。

应用情况:本发明通过采用二氧化硅和氯化钠并调节二者含量配比关系制备阴极片,得到的硅纳米线形貌好,纳米线均匀分布。采用本发明制备得到的硅纳米线作为前驱体制备碳包覆硅纳米线负极材料,并调节碳包覆硅纳米线制备过程中乙炔黑添加量、球磨参数和烧结参数等,实现了硅纳米线的碳包覆,大大减少了硅的体积效应,得到了导电性良好的碳包覆硅纳米线负极材料,包含该碳包覆硅纳米线负极材料的锂离子电池和钠离子电池均具有非常好的电化学性能,能量密度高、循环性能好。

应用前景:硅纳米线相比于纳米硅颗粒,在脱嵌锂过程中,横向体积效应不明显,而且不会像纳米硅颗粒一样发生粉碎失去电接触,因而循环稳定性更好。一种廉价、稳定生产碳包覆硅纳米线负极材料的方法显得尤为重要。本发明的目的在于提供一种硅纳米线、其制备方法及用于制备碳包覆硅纳米线负极材料的用途。


期望转化方式

出让

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