[发明专利]一种二氧化硅/碳布自支撑电极材料的制备方法与应用

权利要求书

1.一种二氧化硅/碳布自支撑电极材料的制备方法，其特征在于：将预处理后的碳布置于硅盐水溶液中，用酸调节pH至2～7，在水热温度为100～180℃下水热反应6～48h使无定形二氧化硅颗粒均匀负载于碳布上得到二氧化硅/碳布自支撑电极材料。

2.根据权利要求1所述的二氧化硅/碳布自支撑电极材料的制备方法，其特征在于：所述的碳布为4cm×2cm的亲水型碳布。

3.根据权利要求1所述的二氧化硅/碳布自支撑电极材料的制备方法，其特征在于：所述的预处理采用阳极氧化处理或酸处理。

4.根据权利要求3所述的二氧化硅/碳布自支撑电极材料的制备方法，其特征在于：所述的阳极氧化处理的电解液为20g/L的磷酸二氢铵水溶液，电解时间2～5min；酸处理采用的酸为HNO₃，其与去离子水体积比为1：2，温度为80～120℃。

5.根据权利要求1所述的二氧化硅/碳布自支撑电极材料的制备方法，其特征在于：所述的硅盐水溶液为硅酸钠水溶液或正硅酸四乙酯水溶液。

6.根据权利要求5所述的二氧化硅/碳布自支撑电极材料的制备方法，其特征在于：所述的硅酸钠水溶液的浓度为0.0039g/mL～0.0155g/mL；正硅酸四乙酯水溶液中的正硅酸四乙酯与去离子水的体积比为1～3：20。

7.根据权利要求1所述的二氧化硅/碳布自支撑电极材料的制备方法，其特征在于：所述的调节pH的酸为盐酸、硝酸或硫酸中的一种，其与去离子水体积比为1～2：10。

8.根据权利要求1所述的二氧化硅/碳布自支撑电极材料的制备方法，其特征在于：所述的水热反应在均相反应仪中进行，反应釜填充比为20％～40％。

9.根据权利要求1所述的二氧化硅/碳布自支撑电极材料的制备方法，其特征在于：所述的无定形二氧化硅颗粒均匀负载于碳布上，且颗粒尺寸小于10纳米。

10.一种如权利要求1所述的制备方法制成的二氧化硅/碳布自支撑电极材料，应用于锂/钠离子电池负极时，在电流密度为0.1A.cm^-2时，作锂/钠离子电池自支撑负极，首圈放电面积比容量分别为5.47和4.29mAh.cm^-2，经大的倍率测试之后，电流密度回到0.2A.cm^-2并循环至200圈时，放电面积比容量分别为1.5和1.2mAh.cm^-2，无论作锂离子电池自支撑负极还是钠离子电池自支撑负极，在倍率和循环测试中，除首圈外，均表现出较高的库伦效率。