申请/专利权人：吉林大学

申请日：2021-10-11

公开（公告）日：2024-01-09

公开（公告）号：CN113921800B

主分类号：H01M4/38

分类号：H01M4/38;H01M4/583;H01M10/0525

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.09#授权;2022.01.28#实质审查的生效;2022.01.11#公开

摘要：本发明涉及大洋粘土镁热还原制备多孔硅作为锂离子电池负极材料。将海洋中广泛存在的大洋粘土作为资源利用，以一种简单的方法即可获得可应用于LIB负极的多孔碳硅复合材料。经测试，多孔硅材料的比表面积可以达到80m2·g‑1左右。将多孔硅碳化，制得了应用于LIB负极的高电化学性能的多孔碳硅复合材料，该材料的初始比容量能达到1500mAh·g‑1‑2300mAh·g‑1，初始库伦效率为78％左右。在0.5A·g‑1的电流密度下经过120次的循环仍能提供190mAh·g‑1‑550mAh·g‑1的可逆比容量。

主权项：1.一种大洋粘土镁热还原制备多孔碳硅作为锂离子电池负极材料的应用，其特征在于：工艺过程为大洋粘土与4molL硫酸溶液混合以后，转移到反应釜中，120℃反应12h,获得PC-SiO2；PC-SiO2、镁粉和氯化钠混合以后，转移到坩埚中，在管式炉中，低真空650℃反应5h,获得多孔硅材料PC-Si;将PC-Si和蔗糖混合后，转移到瓷舟中，在管式炉中，氩气保护800℃反应2h,获得多孔碳硅材料PC-Si@C;大洋粘土与4molL硫酸溶液的质量比为1:3;PC-SiO2、镁粉和氯化钠的质量比为1:0.8:1;PC-Si与蔗糖的质量比为1:0.8、1:1.6或1:2.4;将多孔碳硅材料、乙炔黑和PVDF按照质量比6:2:2的比例混合均匀，加入适量NMP制成浆液；然后，使用刮刀法将制成的浆液涂附在铜箔上，并且在真空干燥箱中60℃干燥12h;质量负荷为0.4mgcm²;把干燥完的电极冲成直径为1.2cm的圆片，使用CR2025扣式电池壳，Celgard2400膜做隔膜和商用锂片做对电极，在H2O和O2含量小于0.1PPm的高纯氩气手套箱中组装成半电池；电解液为1MLiPF6溶解在碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的混合溶液，其中EC:DEC=1:1;该多孔硅材料的比表面积达到80m²·g-1,平均孔径为10nm,孔容为0.290cm³·g-1;该多孔碳硅作为锂离子电池负极材料的初始比容量能达到1500mAh·g-1-2300mAh·g-1,经过120次的循环后其仍能提供190mAh·g-1-550mAh·g-1的可逆比容量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 吉林大学 大洋粘土镁热还原制备多孔硅作为锂离子电池负极材料

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