【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，具体涉及一种硅碳材料性能的检测方法。
技术介绍
1、锂离子电池是一种绿色环保的化学电源，与传统的电池相比，锂离子电池具有高能量密度、长寿命、绿色环保等优点。然而大型储能设备以及动力大电池对锂离子电池的能量密度以及功率密度提出了更高的要求，因此在目前的锂离子二次电池的发展中，开发具有高比容量的正、负极材料是关键。
2、随着对锂离子电池性能要求的提高，石墨具有372mah g-1的理论比容量，已经不能满足于锂离子市场需求。为了解决石墨基锂离子负极较低的比容量问题，研究人员提出了多种解决方案。其中硅基负极在锂离子电池中具有高达约4200mah g-1的理论比容量，远远高于石墨。但是硅基负极仍存在许多问题，其中，硅在电化学循环过程中由于体积反复不断的收缩/膨胀，将会导致硅基材料表面形成的固体电解质保护膜(sei膜)始终处于动态的破坏-重构的状态，将会造成持续的锂消耗，最终将会导致电池容量的衰减，很难进行商业化应用及生产。
3、沉积型硅碳负极材料是一种极具发展前景的锂离子电池硅负极材料，纳米尺度的硅团簇沉积分散在碳材料中，在首次循环过程中，硅基体部分会原位形成锂硅合金相并被碳材料的多孔结构包围，起到缓冲体积膨胀的作用。目前对于硅碳材料的生产方式主要是在硅基材料颗粒表面包覆导电层，如碳层、导电高分子层，以实现隔绝电解液、提高界面稳定性和离子交换速率的目的。
4、然而，目前还未出现相应的较为简便快捷的检测方法来衡量硅基材料表面碳包覆层完整性和碳基体的性能。
技术实
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种硅碳材料性能的检测方法。该检测方法通过硅单质等硅基材料的碱溶反应，利用反应速率及产物量来表征硅基材料颗粒表面碳包覆层的致密性，该检测方法简便快捷；该检测方法通过测试残留碳基体的孔容及孔径分布数据，作为评价具有碳包覆层的硅碳材料(多孔碳沉积硅类材料)性能的简便手段。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种硅碳材料性能的检测方法，包括如下步骤：
4、s1，将具有碳包覆层的硅碳材料与碱溶液混合，进行第一碱溶反应，得到混合物；
5、s2，若混合物中存在胶状物，则分离出胶状物，对胶状物进行干燥；根据下述公式检测硅碳材料的碳包覆层致密性：
6、i＝m2/m1
7、其中，i表示碳包覆层致密性，m1表示硅碳材料的质量，m2表示胶状物的干物质质量。
8、作为优选，硅碳材料与碱的质量比为1：(1～10)。
9、作为优选，碱溶液的质量百分比浓度为25％～45％。
10、在本专利技术实施方式中，碱溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化锂溶液中的至少一种。
11、在本专利技术实施例中，第一碱溶反应的温度为25～75℃，时间为15～25min。
12、作为优选，第一碱溶反应的温度为55～65℃，时间为18～22min。
13、作为优选，第一碱溶反应的加热方式为非明火加热。
14、作为优选，第一碱溶反应或第二碱溶反应的反应容器选自二氧化硅类容器或高分子聚合物容器。
15、作为优选，二氧化硅类容器的材质选自玻璃、石英或陶瓷。
16、作为优选，高分子聚合物容器的材质选自聚乙烯或聚四氟乙烯。
17、在本专利技术实施方式中，步骤s2之后还包括：
18、s3，从混合物的下层溶液中分离出包含碳基体和硅单质的沉淀物，将沉淀物与碱溶液混合，进行第二碱溶反应，直至无气体产生，分离出碳基体；
19、s4，去除碳基体中的碱残留，检测碳基体的孔容及孔径分布。
20、在本专利技术实施方式中，步骤s3中，采用离心的方式从混合物的下层溶液中分离出包含碳基体和硅单质的沉淀物，采用离心的方式分离出碳基体。
21、作为优选，离心的转速为2000～8000r/min，离心的时间为20～40min。
22、作为优选，第二碱溶反应的温度为80～100℃。
23、在本专利技术实施方式中，利用气体吸脱附测试方法检测碳基体的孔容及孔径分布。
24、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：
25、1、本专利技术检测方法通过硅的碱溶反应，利用反应速率及产物量来表征硅基材料颗粒表面碳包覆层的致密性，该检测方法简便快捷；
26、2、本专利技术检测方法可准确评估硅基材料颗粒表面碳包覆层的致密性；
27、3、进一步的，该检测方法通过测试残留碳基体的孔容及孔径分布数据，作为评价具有碳包覆层的硅碳材料(多孔碳沉积硅类材料)性能的简便手段。
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1.一种硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述硅碳材料与碱的质量比为1：(1～10)。
3.根据权利要求1所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述碱溶液的质量百分比浓度为25％～45％。
4.根据权利要求1所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化锂溶液中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述第一碱溶反应的温度为25～75℃，时间为15～25min；
6.根据权利要求1所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述第一碱溶反应的反应容器选自二氧化硅类容器或高分子聚合物容器；
7.根据权利要求1-6中任一项所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述步骤S2之后还包括：
8.根据权利要求7所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用离心的方式从混合物的下层溶液中分离出包含碳基体和硅单质的沉淀物，采用离心的方式分
9.根据权利要求7所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述第二碱溶反应的温度为80～100℃。
10.根据权利要求7所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，利用气体吸脱附测试方法检测碳基体的孔容及孔径分布。
...【技术特征摘要】
1.一种硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述硅碳材料与碱的质量比为1：(1～10)。
3.根据权利要求1所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述碱溶液的质量百分比浓度为25％～45％。
4.根据权利要求1所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化锂溶液中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述第一碱溶反应的温度为25～75℃，时间为15～25min；
6.根据权利要求1所述的硅碳材料性能的检测方法，其特征在于，所述第一碱溶反应...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩延林，于天恒，于哲勋，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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