SiOCNTs新型锂离子电池负极材料
锂离子电池负极材料Si-SiO x-Sn／C的制备及电化学性质
为 研究重 点 。
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下： 于氮气 保 护 下 在 管 式 炉 中焙 烧 Ｓ０， ｎ 和 碳 ｉ ＳＯ
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关 键 词 ：ｉ ｉ Ｓ ／ Ｓ— （ 一ｎ Ｃ复 合 物 ； 极 材 料 ； 热 还 原 法 ； 离 子 电 池 Ｓ） 负 碳 锂 中 图 分 类 号 ： ４ ０６ ６ 文献标志码 ： Ａ
自从 采用 石 墨类 材料作 为 锂离 子 电池负 极材 料 以来 ， 不但 克 服 了负极 材料 的不 安全 性 ， 而且 使得 锂
第 ３ ５卷 第 ３期
２ １年 ６月 ０１
南 昌大 学 学报 （ 科 版 ） 理
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＮａ ｅ ａ ｇ Ｕｎｖ ｒ ｉ （ ｔ ｒｌＳ ｉｎ ｅ ｏ ｒ ａ ｎ ｈ ｎ ｉｅ ｓｔ Ｎａｕ ａ ｃｅ ｃ ） ｏ ｙ
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文 章 编 号 ： ０ ６０ ６ （ ０ １ ０ — ２ ８０ １ ０ — ４ ４ ２ １ ） ３０ ２ — ４
锂 离 子 电 池 负 极 材 料 Ｓ— ｉ Ｓ ／ 的 ｉ Ｏ —ｎ Ｃ Ｓ 制 备及 电化 学 性 质
锂离子电池负极主要成分
锂离子电池负极主要成分
锂离子电池负极材料是构成锂离子电池电池的基础，主要由以下材料组成：
1.碳材料：碳材料是最具潜力的锂离子电池负极材料之一，主要有有机聚合物电极材料、有机/无机复合负极材料、双层构型负极和金属碳复合负极等，它们的电容特性优良，可以有效提高锂离子电池的性能和循环寿命，同时碳材料的电容量很大。
2.合金材料：合金材料是一种具有良好循环寿命和电容量的锂离子电池负极材料。
由于其大尺寸，容易散热，以及易于吸锂和扩散锂离子，它们在构建负极时非常有效，能够提高电池的稳定性。
常用的合金材料有钴锰合金、三元材料、锂钒钛合金等。
3.氧化物材料：氧化物材料最常见的是石墨烯和石墨烯/硅复合物，其有无限的电阻性和可扩展性，使锂离子电池具有更高的安全性和可再循环的特性。
此外，氧化物材料还具有抗冲击性和低成本优势，可大大减少生产成本。
4.金属材料：金属材料有钛、钒、锌、锰、锆、钴、铁等，它们的主要特点是负极的带电能力强、电容量大、耐久性强，以及廉价、广泛应用于电池工业。
以上是锂离子电池负极材料的主要组成部分，它们各有特点，可以根据电池要求，为不同的应用寻找合适的材料，以满足电池的性能和使用寿命的要求。
硅碳负极材料 预锂详细说明
硅碳负极材料预锂详细说明
硅碳负极材料是一种用于锂离子电池的负极材料，其中硅是主要的活性物质，而碳则作为载体。
预锂化技术是针对硅碳负极材料的一种处理技术，旨在提高其首次充电效率和电池的容量。
预锂化的原理是在首次充电过程中，由于有机电解液会在硅基负极表面还原分解，形成固体电解质相界面（SEI）膜，这会导致来自正极的锂离子被不可逆消耗，从而降低电池的容量。
为了解决这个问题，需要对硅碳负极进行预锂化处理，即在首次充电前对电池进行额外的锂化过程。
预锂化的方法主要包括电化学预锂化和添加预锂化添加剂两种形式。
其中，电化学预锂化是将负极、锂片、隔膜按电芯组装方式排列好，注入电解液后用外电路连接充电，使负极表面生成SEI膜消耗的则是锂片的锂离子。
而添加预锂化添加剂的方法是在正负极材料中添加一种可释放锂离子的添加剂，以补充在首次充电过程中损失的锂离子。
通过预锂化处理，可以最大程度地保留从正极脱嵌的锂离子，提高全电池的容量和首次充电效率。
虽然预锂化技术可以改善硅碳负极的性能，但目前其应用仍存在一定的挑战。
例如，硅碳负极的循环寿命相对较短，导电性较差，且制造工艺复杂成本高等问题。
因此，仍需进一步研究和改进以实现其在锂离子电池中的广泛应用。
高性能锂离子电池硅碳复合负极材料
高性能锂离子电池SiO/C复合负极材料High-performance SiO/C Composite Anode Material for Lithium Ion Battery背景：碳类负极材料因其比容量不高(372 mA·h／g)和锂沉积带来的安全性问题使其不能满足电子设备小型化和车用锂离子电池大功率、高容量要求，因而研发可替代碳材料的高能量密度、高安全性能、长循环寿命的新型负极材料是锂离子电池能否取得突破的一个重要因素。
硅作为一种新型锂离子电池负极材料，因其理论比容量高(4200 mA·h/g)而成为研究人员关注的焦点。
但其在充放电过程中存在的体积膨胀(400％)会引起活性颗粒粉化，进而因失去电接触而导致容量快速衰减，阻碍了其商业化进程。
为解决这一问题，人们已进行了大量的探索，包括减小硅颗粒粒径，制备硅薄膜及构造硅基复合材料等。
研究内容：本文以SiO为硅源，柠檬酸为碳源，通过高能球磨和高温热解制备了一种循环性能优异的锂离子电池SiO/C复合负极材料。
采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的物相和形貌进行了表征。
具有孔状结构的柠檬酸热解碳对纳米SiO不仅具有良好的包覆效果，也能有效缓冲电化学嵌脱锂过程中硅颗粒释放出来的体积变化。
电化学性能测试表明，SiO/C复合负极材料电极循环100次后容量仍高达803.1mA·h/g，容量保持率为89%。
实验制备：在氩气气氛下，将一氧化硅(99．99％，国药集团化学试剂有限公司)按15：1球料比加入到盛有钢球的不锈钢罐中高能球磨3 h(GN-2，转速为475r/min)，得到的SiO粉末和柠檬酸按一定质量比混合后加入到盛有无水乙醇的球磨罐中行星球磨8h。
将球磨后物料红外烘干后在氩气气氛下进行热处理(700℃，保温3 h)，随炉冷却后置于玛瑙研钵中研磨、过筛，所得复合材料标记为SiO/C。
按照上述工艺方法分别制备了含SiO 质量分数为40％、60％、80％的SiO/C复合材料。
锂离子电池硅基复合物负极材料
锂离子电池硅基复合物负极材料最近，锂离子电池技术正在获得越来越多的关注，它既安全又高效，在移动电源、汽车电池、家用电器、电子产品等领域发挥着重要作用。
由于其高容量、高能量密度和高循环性能，它受到了越来越多的工程师和科学家的关注。
除了电解质的选择外，锂离子电池的实用性也取决于锂离子电池的电极材料性能。
电极材料是锂离子电池的重要组成部分，其特性决定着锂离子电池的性能，它的性能决定了锂离子电池的可靠性、安全性和可持续性。
近年来，随着电池技术的不断发展，人们对电池技术的要求越来越高，因此，电极材料的性能也变得越来越重要。
为了满足锂离子电池的要求，研究者们一直在研究新型锂离子电池电极材料，其中有一类是硅基复合物负极材料。
硅基复合物负极材料是一种新型负极材料，它由硅烷、石墨烯和聚乙烯硫酸酯等多种材料组成，它的性能优越，可以提高锂离子电池的电容量，提高循环性能，提高电池安全性，故而得到了广泛的应用。
硅基复合物负极材料的制备方法一般分为三种，即溶剂法、溶胶-凝胶法和超声法。
溶剂法是采用固体反应物和有机溶剂，在适当的条件下反应制备材料，其优点是制备简单，适合大批量生产，但缺点是由于有机溶剂的使用，成本高，污染性大。
溶胶-凝胶法是采用液态前体和有机/无机混合溶剂，在适当的条件下反应制备材料，其优点是由于不使用有机溶剂，污染较小，但缺点是制备过程复杂，不适合大批量生产。
超声法是采用金属有机骨架材料，通过超声波等方法制备材料，其优点是制备过程方便，室温处理，无污染，但缺点是制备复杂，不适合大批量生产。
硅基复合物负极材料具有优异的性能，它可以显著提高锂离子电池的电容量和循环性能，因此，研究人员正在密切关注该领域的发展。
针对这一技术，研究人员们还需要在制备方法、表征方法、改性方法等方面继续进行研究，以不断改善材料性能，提高锂离子电池的可靠性、安全性和可持续性，使该技术能够有更广泛的应用。
总之，硅基复合物负极材料的研究受到了市场的普遍关注，在锂离子电池的研究中发挥着重要作用。
用于制备锂离子电池负极的SiOC陶瓷材料及其制备方法和锂离子电池[
申请人：中国人民解放军国防科学技术大学 地址：410073 湖南省长沙市开福区砚瓦池正街47号 国籍：CN 代理机构：湖南兆弘专利事务所 更多信息请下载全文后查看
电池负极的SiOC陶瓷材料及其制 备方法和锂离子电池
专利类型：发明专利 发明人：郑春满,刘相,谢凯,盘毅,洪晓斌,韩喻,许静,李德湛,胡
芸 申请号：CN201110211590.9 申请日：20110727 公开号：CN102299338A 公开日：20111228
一种高性能锂离子电池硅碳负极材料及其制备方法[发明专利]
![一种高性能锂离子电池硅碳负极材料及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8d9c925065ce0508773213c9.png)
专利名称：一种高性能锂离子电池硅碳负极材料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：吴清国,权学军,徐中领,朱玉巧
申请号：CN201310227388.4
申请日：20130607
公开号：CN103326023A
公开日：
20130925
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种锂离子电池高比容量硅碳复合负极材料。
一种高性能锂离子电池硅碳负极材料，包括比表面积为1～30㎡/g的Si-SiOx/C/DC复合体系，所述复合体系包括C基体、粘结在C基体中的Si-SiOx复合物、分布在C基体和Si-SiOx-C中的碳纳米管以及最外层的有机热解碳包覆层。
该高性能锂离子电池负极材料的优点是质量比容量高、循环稳定性较好，使用寿命长，适合做便携式移动终端和数码类产品的高能量密度电池负极材料。
申请人：浙江瓦力新能源科技有限公司
地址：315301 浙江省宁波市慈溪市宗汉街道兴园路48号
国籍：CN
代理机构：杭州丰禾专利事务所有限公司
代理人：柯奇君
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学术干货关于锂电池硅碳负极材料，你不得不知的事儿
学术干货关于锂电池硅碳负极材料，你不得不知的事儿点击上方“材料人”即可订阅我们纳米硅碳作为锂离子电池负极材料，具有高储锂容量（其室温理论容量高达3580m∙Ah/g，远超石墨（372 m∙Ah/g））、良好电子通道、较小应变及促使SEI膜稳定生长的环境。
基于上述优点，该材料有望取代石墨成为下一代高能量密度锂离子电池负极材料。
不可否认的是，它身上也存在着诸多问题：硅颗粒在脱嵌理时伴随着的体积膨胀和收缩而导致的颗粒粉化、脱落以及电化学性能失效；硅颗粒表面固体电解质层(SEI)的持续生长对电解液以及来自正极的理源的不可逆消耗等。
本文主要介绍锂离子电池纳米硅碳负极材料研究进展、制备方法、不同结构的硅碳负极材料在电池中的应用及展望。
纳米硅碳材料研究进展+智能，迎接未来的正确姿势广告早期纳米硅碳材料从元宵结构发展到核桃结构（如图1），致密度提高。
图1 早期核桃状纳米硅碳材料随后，硅基材料向着与当前电池体系相容性较高的低容量和满足电动汽车体系的高容量这两个方向发展。
低容量方面（如图2）的主要问题在于长循环过程的效率及压实反弹，前者关系到锂的消耗和SEI膜的生长，后者决定了实际体积能量密度。
低容量材料研发过程与高容量方向不同，极大提高石墨含量从而缓解应变，降低反弹；同时慎重选取表面包覆材料及对应热处理工艺，引入高安全性的液相分散工艺。
展开剩余88%图2 400m∙Ah/g纳米硅碳材料的形貌(a)和电化学性能(b)在高容量方面（如图3），主要的问题在于硅体积膨胀带来的后续循环稳定性以及效率问题，另外由于其较精细的结构，与当前电池体系的相容性以及加工性能都比较差。
图3 500m∙Ah/g纳米硅碳材料的形貌(a)和电化学性能(b)为解决上述问题，开发一种低成本、高产量的掺杂纳米硅（D50<> 此外，科学家还研发了一种低成本、绿色无污染、灵活可控的大规模硅碳复合材料制备工艺，过微纳复合结构，降低了材料的比表面积:纳米硅粉均匀分散在三维导电碳网络中，提高了材料的导电性:图4为容量为600mAh/g硅碳复合材料的形貌和电化学性能:在面密度为 2 mAh/cm2 条件下，展现出优异的循环稳定性和高的库仑效率。
硅氧负极材料
硅氧负极材料硅氧负极材料是一种新兴的多孔锂离子电池负极材料，具有高比容量、低比重、高电导率、低电动势和低成本等优点，它已经被广泛用于电动车、消费类电子产品和新能源储能系统等领域。
本文针对硅氧负极材料的性能特点，结合硅氧负极材料的制备工艺，综述了硅氧负极材料的研究现状和发展趋势。
一、氧负极材料的特性硅氧负极材料是一种由硅氧化物颗粒（SiOx）形成的多孔三维结构，具有低比重、高比容量、高电导率、低抵抗和低成本等特点，且可以通过制备工艺调节其充放电行为。
由于相比于传统的碳负极材料，硅氧负极材料拥有更高的比容量，因此被广泛应用于锂离子电池及其他多种新能源储能系统中。
硅氧负极材料作为一种超级电容器，它能够在短时间内快速充放电，可以在有限的空间中存放大量的电能。
也正是由于这种性能，硅氧负极材料被广泛用于电动汽车的动力储能系统中，具有更快的加速和更快的冲击反应。
此外，硅氧负极材料还可用于消费类电子产品的储能系统，提高了消费类电子产品的储能密度、续航能力和充电速度。
二、氧负极材料的制备工艺硅氧负极材料是一种复杂的非晶材料，它可以通过原位合成，采用溶剂热、溶剂热-热压合成和固相反应等方法制备。
原位合成法是利用溶剂反应，在溶剂中将原料置于高温恒温的条件下，使材料的硅氧树脂发生反应，从而形成硅氧负极材料。
固相反应法则是利用硅氧树脂和二价锂的反应，在高温和自行控制的泥浆组合能，使材料发生固相反应，生成硅氧负极材料。
同样，溶剂热-热压合成法利用高温恒温的溶剂反应，实现了硅氧树脂和二价锂之间的反应，以形成硅氧负极材料。
三、氧负极材料的发展趋势硅氧负极材料已经取得了显著的进展，它的性能极大地推动了新能源储能系统的发展。
随着新能源储能技术的不断改进，硅氧负极材料也将面临更多的挑战。
首先，硅氧负极材料的稳定性还需要进一步提高，尤其是对于高温、高湿度以及放电等不利环境的稳定性，以保证材料在正常使用环境下的正常使用寿命。
其次，硅氧负极材料的比容量和放电性能还可以进一步提高，以更好地满足新能源储能系统的需求。
锂离子电池C-SiO_x复合负极材料的制备与电化学性能研究
锂离子电池C-SiO_x复合负极材料的制备与电化学性能研究摘要锂离子电池作为新型二次电池，在移动通讯、电动工具、新能源汽车等领域得到广泛应用。
其中，负极材料是影响电池性能的重要因素之一，因此需要开发新型复合负极材料。
本文以C/SiO_x为材料结构，采用水热法制备，通过XRD、TEM、SEM 等手段表征样品组成结构，并对其进行电化学性能测试。
结果表明：制备得到的样品为C/SiO_x纳米复合材料，其中SiO_x 形成嵌入式结构分布于C材料表面；经过50圈充放电循环测试，样品表现出良好的循环性能和倍率性能，同时具有优异的比容量和库伦效率。
这一研究为制备高性能锂离子电池负极材料提供了新思路和方向。
关键词：锂离子电池；C/SiO_x复合负极材料；制备；性能研究；水热法AbstractAs a new type of secondary battery, lithium-ion batteries have been widely used in the fields of mobile communication, electric tools, and new energy vehicles. Among them, the negative electrode material is one of the important factors that affect theperformance of the battery, so it is necessary to develop new composite negative electrode materials. In this paper, C/SiO_x is used as the material structure, and it is prepared by hydrothermal method. The sample composition and structure are characterized by XRD, TEM, SEM and other methods, and its electrochemical performance is tested. The results show that the prepared sample is a C/SiO_x nanocomposite material,in which SiO_x forms an embedded structure distributed on the surface of C material; after 50 cycles of charge and discharge cycle test, the sample exhibits good cycle performance and rate performance, and has excellent specific capacity and coulombic efficiency. This research provides new ideas and directions for preparing high-performance negative electrode materials for lithium-ion batteries.Keywords: lithium-ion battery; C/SiO_x composite negative electrode material; preparation; performance research; hydrothermal method1.引言锂离子电池以其高能量密度、长寿命、无污染等优点，在能源领域得到广泛关注和使用。
动力电池电芯硅碳负极
动力电池电芯硅碳负极
动力电池电芯中的硅碳负极是指在锂离子电池中，负责储存和释放锂离子的一种材料。
硅碳负极是由硅（Si）和碳（C）组成的混合材料，可以提高电池的能量密度和容量。
传统的锂离子电池负极材料是石墨，但其储锂能力有限。
硅碳负极的引入，主要是为了解决传统石墨负极容量受限的问题。
硅的存储锂能力远高于石墨，其理论容量是石墨的10倍左右。
但在充放电过程中，硅会发生极大体积膨胀和收缩，导致循环稳定性和寿命的问题。
为了克服这些问题，通常将硅与碳混合使用，碳可以提供弹性和稳定性，帮助缓解硅膨胀造成的应力。
硅碳负极的引入可以显著提高动力电池的能量密度和容量，提高电池的续航里程。
由于其本身具有更高的容量，可以在相同体积和重量下存储更多的锂离子。
然而，硅碳负极的应用仍面临一些挑战，如容量满足率、膨胀问题以及再利用问题等。
因此，研发人员仍在不断改进硅碳负极材料的性能和稳定性，以提高电池的性能和可靠性。
一种锂离子电池用SiOC复合负极材料及其制备方法[发明专利]
![一种锂离子电池用SiOC复合负极材料及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/74413de132d4b14e852458fb770bf78a65293aac.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711011373.9(22)申请日 2017.10.26(71)申请人 江苏大学地址 212013 江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人 潘建梅 沈伟 申小娟 陈彪 孙昊宇 赵宇轩 严学华 程晓农 (51)Int.Cl.H01M 4/60(2006.01)H01M 10/0525(2010.01)(54)发明名称一种锂离子电池用SiOC复合负极材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及复合材料制备技术领域，特别涉及一种用于组装锂离子电池负极的SiOC复合负极材料及其制备方法。
本发明以木粉与固体聚硅氧烷制备得到多孔SiOC陶瓷粉体，然后与氧化石墨烯复合，再采用热还原法制备出多孔SiOC/石墨烯复合材料。
多孔模板来源于木粉，也可以来源于甘蔗渣、秸秆、烟杆等；可以解决废弃物的回收再利用的问题；且由于氧化石墨烯的表面存在着大量的负电荷，能形成有序结构的氧化石墨烯/SiOC复合材料，经热还原后能得到具有多孔通道的复合负极材料。
该复合材料的多孔结构能缓冲锂离子电池充放电过程中SiOC的体积变化，同时提高了复合材料的导电性，能有效改善SiOC不可逆容量损失和电压滞后的缺点。
权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 107910554 A 2018.04.13C N 107910554A1.一种锂离子电池用SiOC复合负极材料，其特征在于，采用如下方法制备：将木粉与聚硅氧烷的混合物置于管式炉内，在Ar气保护下高温烧结，烧结起始温度为50℃，以5℃/min 的速度升至400℃，保温30min；再以5℃/min的速度升温至800～1000℃保温后随炉冷却即得SiOC陶瓷粉体；将制备的SiOC陶瓷粉体与氧化石墨烯按一定比例研磨，获得两者的混合物，然后在Ar气气氛下对该混合物进行热还原，起始温度为50℃，以5℃/min的速度升至适当温度，保温后随炉冷却。
锂离子电池中空SiO@Void@C复合负极材料的制备与性能研究
锂离子电池中空SiO@Void@C复合负极材料的制备与性能研究刘欣【摘要】利用商业化SiO@ C材料通过 HF刻蚀一步处理快速制备出具有中空结构的SiO@ Void@ C复合材料,通过XRD、SEM、充放电循环等方法研究了材料的物化结构及电化学性能,并讨论了冷压与否对其结构及电化学性能的影响.研究表明,在低压密情况下,具有中空结构SiO@ Void@ C复合材料具有较优的电化学性能,材料的可逆比容量高达1305m Ah/g,可稳定循环长达500圈容量保留54%,相比初始SiO@ C材料性能明显提升;但在高压密情况下,SiO@ Void@ C复合材料的中空结构受到严重破坏,材料的循环性能明显降低.因此,具有中空结构类Si基负极材料在实际商业化锂离子电池应用中仍存在较大挑战.%SiO@ Void@ C composite with a hollow structural feature was obtained through a facile ********************************************************** and electrochemical characteristics of the composite are researched by using XRD,SEM,cycling tests and other typi-cal techniques.Influence of a calender process on the structure and cycling performance of the e-lectrodes is discussed.It is show n that in a condition of a low press density,the hollow SiO@Void@ C composite shows a superior electrochemical performance with a high reversible capacity of1305mAh/g,a long cycling stability with a capacity retention of 54% after 500 cycles,which values are significantly better than the bare SiO@ C material.However,the hollow structure of SiO@ Void@ C composite can be severely destroyed with a high pressure,resulting in a strongly decreasedcycling performance.Therefore the actual commercialization process of Si - based anode materials with the hollow structure is still suffering from big challenges.【期刊名称】《电池工业》【年(卷),期】2017(021)006【总页数】7页(P3-9)【关键词】SiO;中空结构;HF刻蚀;冷压;锂离子电池【作者】刘欣【作者单位】宁德时代新能源科技股份有限公司,福建省宁德市蕉城区漳湾镇新港路1号,福建宁德 352100【正文语种】中文【中图分类】TM910.4目前，锂离子电池已经被广泛应用于消费电子、电动汽车以及储能系统等诸多领域[1-2]。
埃普诺 硅碳负极
埃普诺硅碳负极
标题: 埃普诺硅碳负极
埃普诺硅碳负极材料是一种先进的锂离子电池负极材料,具有高能量密度、长循环寿命和优异的安全性能。
它由硅、碳和一些添加剂组成,采用专利化学方法制备而成。
硅作为锂离子电池负极材料,具有理论比容量高达4200mAh/g的优势,是目前已知最高的负极材料。
但纯硅在充放电过程中会发生大约300%的体积变化,导致材料pulverization和电极结构破坏,从而引起快速容量衰减。
埃普诺通过将硅纳米颗粒嵌入多孔碳基体中,有效缓解了硅颗粒的体积变化,维持了电极的结构完整性。
碳基质不仅作为硅颗粒的机械缓冲,还充当了电子和离子传导的通路,提高了硅的利用率。
此外,碳材料自身也可以作为储锂体,进一步提升了负极的总比容量。
通过优化硅和碳的比例,可实现高能量密度和长循环寿命的平衡。
除了卓越的电化学性能,埃普诺硅碳负极材料还具有优良的热稳定性和高钠离子脱嵌特性,适用于新型固态电池和钠离子电池的开发。
总之,这种先进负极材料有望推动锂离子电池乃至新型电池的技术进步。