[发明专利]一种双乙酰基二茂铁复合多孔硅电极材料及其制备和应用

说明书

本发明提供了一种双乙酰基二茂铁复合多孔硅电极材料及其制备和应用。所述电极材料由多孔硅与双乙酰基二茂铁通过固相反应得到。本发明在复合电极中，采用由双乙酰基二茂铁与多孔硅复合所得的电极材料，一方面形成了π电子共轭体系，提高了多孔硅的比容量以及复合电极的充放电性能，另一方面通过乙酰基上的氢氧键增强与多孔硅的结合力，减小了多孔硅在充放电时的体积膨胀，提高了复合电极的充放电容量和安全性等，进而显著提升了复合电极的电化学性能。

技术领域

本发明属于电池技术领域。更具体地，涉及一种双乙酰基二茂铁复合多孔硅电极材料及其制备和应用。

背景技术

近年来，随着科学技术的飞速发展，电子产品和电动交通工具的需求量日益增大，消费者对商用电池的需求越来越难被满足。其中，锂离子电池(LIB)作为新兴能源之一，与其它电池相比，具有比容量高、输出电压高、充放电彻底、自放电率低、工作温度范围宽等优点，已被广泛应用于电子设备等各大领域。但目前市场上的锂离子电池还存在有自身难以克服的缺点：一是低温(冬天)时电池性能易发生明显恶化，放电平台下降、输出功率减小等；二是由于锂离子电池的组成物质非常活跃，高温(夏天)时长时间的使用易出现电解液分解、燃烧甚至爆炸等事故；三是过度充电或过度放电均易造成电池自身不可恢复的损害；四是电池的容量有限等。因此，为了满足电子设备理想电源的要求，锂离子电池和电极材料需要往更高的能量密度、更高的功率密度、更加安全可靠和更绿色环保的方向发展，寻找高比能量、高比容量的锂离子电池正负极材料也逐渐成为国内外研究的重点。

多孔硅作为一种新的多孔半导体材料，其比表面积大、表面化学活性高，理论比容量高达4200mAh/g，以及具有适中的电位平台，是最有潜力的第二代锂离子电池的负极材料之一，其发出的能量比单晶硅的能量要大，表明与单晶硅相比，多孔硅能存储更多的能量，且多孔硅能显著提高电极材料的综合性能，更适用于作为电极材料，如现有技术公开了一种锂离子电池纳米多孔硅负极材料，但该负极材料中的多孔硅在充放电过程中易发生体积膨胀，且制备方法繁琐复杂，不利于批量推广。

因此，寻找一种能减小多孔硅充放电时的体积膨胀，且制备简单方便的电极材料，对于电池领域具有相当的必要性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，旨在提供一种双乙酰基二茂铁复合多孔硅电极材料，不仅制备简单，且将双乙酰基二茂铁与多孔硅进行复合，以减小多孔硅充放电时的体积膨胀，进而提高复合电极的电化学性能。

本发明的第一目的是提供一种双乙酰基二茂铁复合多孔硅电极材料的制备方法。

本发明的第二目的是提供上述方法制备得到的电极材料。

本发明的第三目的是提供上述电极材料在制备复合电极中的应用。

本发明的第四目的是提供一种复合电极的制备方法。

本发明的第五目的是提供上述方法制备得到的复合电极。

本发明的第六目的是提供上述电极材料或复合电极在制备电池中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种双乙酰基二茂铁复合多孔硅电极材料的制备方法，所述制备方法为：多孔硅与双乙酰基二茂铁通过固相反应得到所述电极材料。