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专利号: 2022106523962
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.微/纳结构硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1,制备明胶/硅纳米颗粒混合溶液,并加入含有表面活性剂的1‑十八碳烯混合液中,乳化均质,将油包水乳液在油浴锅中蒸发水分,离心洗涤,真空干燥,最终得到明胶/硅纳米颗粒微球;

步骤2,将上述微球分散于明胶溶液中,然后将浆液涂在铜箔上,进行干燥处理;然后在管式炉中氩气环境下热解,得到微/纳结构硅碳负极材料。

2.根据权利要求1所述的微/纳结构硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1具体按照以下步骤实施:步骤1.1,配置含0.5wt%表面活性剂的1‑十八碳烯混合液,在25~35℃,在搅拌频率为

3000rpm的条件下均质2min备用;

步骤1.2,配制浓度为20~40mg/ml的明胶水溶液,60℃用磁力搅拌器充分搅拌使明胶完全溶解备用;

步骤1.3,将硅纳米颗粒加入到步骤1.2配制的明胶水溶液中,60℃超声分散30min,得到明胶/硅纳米颗粒混合溶液;

步骤1.4,将步骤1.3中制成的明胶/硅纳米颗粒混合溶液逐滴加入到步骤1.1的混合液中,在25~35℃,在搅拌频率为5000rpm的条件下乳化均质2min;

步骤1.5,将步骤1.4制成乳液在95~97℃的油浴锅中蒸发水分,蒸发时间为3~5h,冷却至室温;

步骤1.6,将冷却至室温的混合液,在搅拌频率为3000rpm条件下以石油醚为洗涤剂离心洗涤两次,在60℃真空干燥12h,得到明胶/硅纳米颗粒微球。

3.根据权利要求2所述的微/纳结构硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1.1中使用的表面活性剂为hypermer 2296。

4.根据权利要求2所述的微/纳结构硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1.2中,溶解明胶所需水的体积为1‑十八碳烯体积的25%。

5.根据权利要求2所述的微/纳结构硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1.3中,加入的硅纳米颗粒的质量为明胶质量的50%~200%;明胶与硅纳米颗粒总的质量浓度为60mg/ml。

6.根据权利要求1所述的微/纳结构硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤2具体按照以下步骤实施:步骤2.1,在60‑70℃条件下,将明胶完全溶解于去离子水中,磁力搅拌得到浓度为

50mg/mL的明胶水溶液;待冷却至室温,将制备好的明胶/硅纳米颗粒微球加入到明胶水溶液中,浆料在室温下连续搅拌2‑3h;然后将浆液涂在集流体铜箔上,室温下干燥12‑15h,60‑

70℃真空干燥12‑15h;

步骤2.2,在管式炉中450~650℃氩气环境下热解1h,升温速率为2℃/min,得到微/纳结构硅碳负极材料。

7.根据权利要求6所述的微/纳结构硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤2.1中加入明胶/硅纳米颗粒微球的质量为明胶质量的100~300%。

8.微/纳结构硅碳负极材料,其特征在于,采用如权利要求1‑7任意一项的方法制备得到。