[发明专利]一种纳米储能材料的制备方法及包含其的锂离子电池

摘要

本发明公开了一种纳米储能材料的制备方法及包含其的锂离子电池，包括以下步骤：步骤1使用一种Ⅳ族元素的纳微米粒子作为内核，形成内核支撑；步骤2使用有机‑无机硅物质对内核粒子形成交联网状结构的包覆；步骤3使用有机富碳物质中进行高温炭化形成外部包覆。通过该方法制得的纳米硅储能材料具有核壳结构，其中间层经还原解聚形成的纳米硅，有序的分布在交联网状的骨架中，其骨架结构具有良好的伸缩回复性，可有效的缓冲内核材料剧烈的体积收缩变化，延长锂离子电池使用寿命。

主权项

一种纳米硅储能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，选取粒径为150～600nmⅣ族元素单质或其氧化物作为内核A粒子，所述A粒子经表面氢化活化处理后再使用偶联剂进行表面接枝；所述A粒子与偶联剂的重量比为100：(1～6)；步骤2，将步骤1制得的产物加入到水解的有机硅氧烷中，调节PH值至4～10，在内核A粒子外部形成具有(R1R2SiOx)n交联网状的有机‑无机中间层；由内核向外分多次聚合反应包覆使得所述有机‑无机层的交联度程度由低到高或形成有长链段存在的共聚物质；步骤3，将步骤2制得的产物加入到有机富碳物质中，形成包覆制得浆料；然后逐步升温进行外层炭化，并与中层物质产生高温还原反应，升温区间为600‑1400℃；在逐步升温的过程中，最外层物质碳化形成无定形碳层，其中部分还原性炭与中间层无机单元产生还原反应生成纳米硅，中层有机单元解聚后形成中间层环状空隙，部分有机富碳物质形成外层包覆层。