【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池材料制备领域，具体的说是一种提升硅碳复合材料快充性能的方法。
技术介绍
1、硅碳材料是由多孔碳及沉积在孔隙间的纳米硅组成，由于多孔碳自身高的比表面积及较差的电子导电率，降低了材料的首次效率及快充性能，同时，充放电过程中纳米硅的膨胀造成材料循环性能偏差。因此，需要对多孔碳进行掺杂提升材料的电子导电率，对多孔碳进行包覆提升材料的电子和离子导电率，从而改善材料的倍率及循环性能。比如中国专利申请号202410056002.6公开了一种稀土掺杂无定形碳包覆硅碳复合材料的制备方法，其首先制备出锂掺杂多孔碳，之后通过氢化锂裂解沉积金属锂，并通入硅烷气体纳米硅的沉积，得到锂掺杂硅碳前驱体材料；并在表面包覆稀土掺杂无定形碳，得到硅碳复合材料。由于内核的孔径分布不均匀及其孔容小，及外层的稀土掺杂无定形碳对材料的电子导电率提升幅度有限，造成该复合材料的快充性能及其循环性能提升幅度有限。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述缺点而提供的一种能改善倍率性能及循环性能的提升硅碳复合材料快充性能的方法。
2、本专利技术的一种提升硅碳复合材料快充性能的方法，包括如下步骤：
3、步骤s1：按照质量比咪唑衍生物：氯化盐：杂原子化合物：dmf(n,n-二甲基甲酰胺)＝(100-200)：100：1-5：500-1500，将咪唑衍生物、氯化盐及杂原子化合物添加到dmf溶液中，并转移到高压反应釜中，在温度为50-120℃,压强为1-2mpa反应1-6h,过滤，丙酮洗
4、步骤s2：将杂原子掺杂mof材料转移到流化床中，加热到450-550℃，通入硅烷气体，按照流量50-200sccm通入30-300min,之后升温到850-1000℃通入杂原子气体，按照流量10-100sccm通入30-300min,之后降温到300-450℃，抽真空到真空度为0.1-0.5mpa，按照流量50-200sccm通入氧气钝化气体30-300min，之后降温到室温，得到硅碳前驱体材料；
5、步骤s3：按照质量比树脂：浓度为1-5wt％氧化石墨烯溶液：硅碳前驱体：分散剂＝5-15：100：100:1-5，将树脂添加到有机溶剂配置成1-10wt％的溶液，之后添加浓度为1-5wt％氧化石墨烯溶液、硅碳前驱体、分散剂分散均匀，喷雾干燥(进口温度200℃，出口温度80℃，流量0.1kg/h、2h)，之后将所得材料转移到管式炉中，升温到700-1000℃，在流速为10-100sccm通入氢气60-600min，得到硅碳复合材料。
6、其中步骤s1中所述的咪唑衍生物为2-巯基咪唑啉、4-甲酰基咪唑、n-丁基咪唑、2-丙基咪唑或甲巯咪唑或2-羟基苯并咪唑中的一种；氯化盐为六水合氯化铁、六水合氯化铝、五水合四氯化锡或水合氯化锆中的一种；杂原子化合物为三聚氰胺、尿素、磷酸、硼酸或氨水中的一种。
7、步骤s2中所述的杂原子气体为氨气、硫化氢或三氯化硼中的一种。
8、步骤s3中所述的树脂为酚醛树脂、环氧树脂或糠醛树脂中的一种；有机溶剂为苯、二甲苯、甲醇、乙醇、1，4-丁二醇或丙酮中的一种；分散剂为羧甲基纤维素锂，聚丙烯酸锂或聚乙烯醇锂的中的一种。
9、本专利技术与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：本专利技术首先制备出杂原子掺杂mof材料，并在其孔隙中沉积纳米硅，外层包覆石墨烯掺杂无定形碳。杂原子掺杂mof材料，利用其金属有机框架材料(mofs)的可调节的化学结构、高的比表面积及大的孔径和孔容，可降低材料充放电过程中纳米硅的膨胀，从而提升材料的电子导电率提升倍率性能。在硅碳前驱体表面包覆石墨烯和无定形碳，提升材料的电子导电率及束缚充放电过程中纳米硅的膨胀；同时包覆液中含有锂的分散剂，碳化后得到锂掺杂无定形碳，提升材料的电子和离子导电率，改善倍率性能。
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1.一种提升硅碳复合材料快充性能的方法，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种提升硅碳复合材料快充性能的方法，其中步骤S1中所述的咪唑衍生物为2-巯基咪唑啉、 4-甲酰基咪唑、N-丁基咪唑、2-丙基咪唑或甲巯咪唑或2-羟基苯并咪唑中的一种；氯化盐为六水合氯化铁、六水合氯化铝、五水合四氯化锡或水合氯化锆中的一种；杂原子化合物为三聚氰胺、尿素、磷酸、硼酸或氨水中的一种。
3.如权利要求1所述的一种提升硅碳复合材料快充性能的方法，其中步骤S2中所述的杂原子气体为氨气、硫化氢或三氯化硼中的一种。
4.如权利要求1所述的一种提升硅碳复合材料快充性能的方法，其中步骤S3中所述的树脂为酚醛树脂、环氧树脂或糠醛树脂中的一种；有机溶剂为苯、二甲苯、甲醇、乙醇、1，4-丁二醇或丙酮中的一种；分散剂为羧甲基纤维素锂，聚丙烯酸锂或聚乙烯醇锂的中的一种。
【技术特征摘要】
1.一种提升硅碳复合材料快充性能的方法，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种提升硅碳复合材料快充性能的方法，其中步骤s1中所述的咪唑衍生物为2-巯基咪唑啉、 4-甲酰基咪唑、n-丁基咪唑、2-丙基咪唑或甲巯咪唑或2-羟基苯并咪唑中的一种；氯化盐为六水合氯化铁、六水合氯化铝、五水合四氯化锡或水合氯化锆中的一种；杂原子化合物为三聚氰胺、尿素、磷酸、硼酸或氨水中的一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：胡文良，童晖，查显艳，高专，胡海平，胡海军，孙俊，李小慢，李昌鲲，
申请(专利权)人：贵州晖阳科技创新研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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