一种硅/碳厚电极的制备方法及其在锂离子电池中的应用
摘要文本
本发明涉及锂离子电池技术，旨在提供一种硅/碳厚电极的制备方法及其在锂离子电池中的应用。该方法包括：将氧化石墨烯溶液与纳米硅材料混合制得的Si/GO材料，与石墨负极材料经高速分散处理得到Si/GO‑石墨负极浆料；再与乙酸、粘结剂充分分散均匀，制得硅/碳负极浆料；将浆料涂覆在集流体的表面，交联固化形成凝胶状后进行冷冻干燥处理，得到冻干电极；进行微波加热处理，使氧化石墨烯和气凝胶一并碳化，得到具有三维石墨烯碳气凝胶导电网络通道的硅/碳厚电极。本发明构筑的厚电极具有三维石墨烯导电网络通道，在应用于锂离子电池中时，能够缩短离子和电子迁移路径，提供多维开放渗透通道，增强电解液的浸润性；具有制备工艺简单、环境友好等优点。。来自马克数据网
申请人信息
- 申请人:浙江大学
- 申请人地址:310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
- 发明人: 浙江大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种硅/碳厚电极的制备方法及其在锂离子电池中的应用 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311631598.X |
| 申请日 | 2023/12/1 |
| 公告号 | CN117558897A |
| 公开日 | 2024/2/13 |
| IPC主分类号 | H01M4/36 |
| 权利人 | 浙江大学 |
| 发明人 | 陆俊; 刘静杰 |
| 地址 | 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号 |
专利主权项内容
1.一种硅/碳厚电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)纳米硅表面预处理将纳米硅分散在适量的去离子水中，超声分散；加入作为表面活性剂的3-氨丙基三乙氧基硅烷，纳米硅与表面活性剂的质量体积比为1g︰1mL；在惰性气体条件下磁力搅拌24h，利用表面活性剂的水解作用使纳米Si表面带正电荷；再经水洗和干燥处理，得到纳米硅材料；(2)制备氧化石墨烯(GO)溶液利用浓硫酸和高锰酸钾处理膨胀石墨，反应过程中以阶段提升方式控制反应温度；对反应产物洗涤后进行透析处理，得到浓度为2～10mg/mL的氧化石墨烯溶液；(3)纳米硅/氧化石墨烯的制备取氧化石墨烯溶液分散在适量的去离子水中，然后加入步骤(1)中的纳米硅材料，控制氧化石墨烯溶液与纳米硅材料的质量比例为1︰1.5；在室温下搅拌24h后，经离心、水洗和烘干处理后，得到Si/GO材料；(4)将Si/GO材料、石墨负极材料和适量去离子水加入高速匀浆机中，经高速分散处理2h，得到Si/GO-石墨负极浆料；Si/GO材料︰(Si/GO材料+石墨负极材料)的质量比为1～10︰100；(5)按(Si/GO材料+石墨负极材料)︰乙酸︰粘结剂的质量比为95︰2.5︰2.5，称量乙酸和作为粘结剂的明胶；先向高速匀浆机中加入明胶和适量去离子水，与Si/GO-石墨负极浆料充分分散均匀；再继续加入乙酸，充分分散均匀，制得硅/碳负极浆料；(6)将硅/碳负极浆料转移至底部放有集流体的模具中，按厚电极的设计要求调整涂布厚度；待浆料中明胶和乙酸交联固化形成凝胶状后进行冷冻干燥处理，得到冻干电极；(7)对冻干电极进行微波加热处理，使其内部的氧化石墨烯和气凝胶一并碳化，得到具有三维石墨烯碳气凝胶导电网络通道的硅/碳厚电极。