【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰電池，具體為一種鋰電池硅基負極材料及其制備方法。
技術介紹
1、作為便攜的高效儲能設備，鋰離子電池因循環壽命長、能量轉換效率高而受到廣泛應用，而負極材料的性能會直接影響鋰離子全電池的性能。
2、目前常用的鋰離子電池負極材料為石墨，然而，其理論放電比容量低(僅有372mah/g)，與電解液的相容性較差，難以用于高能量密度的鋰離子電池。sio2在常溫下具有1965mah/g的高比容量，因此可用于制備高容量、高能量密度的鋰離子電池，展現出廣闊的應用前景。
3、然而，在鋰離子嵌入和脫出的過程中，sio2體積會發生急劇膨脹，從而導致材料顆粒破碎，新的表面不斷暴露在電解液中，表面固體電解質層反復破碎再生，顆粒和顆粒、顆粒和集流體之間的電接觸減弱，最終導致鋰離子電池失效。
技術實現思路
1、專利技術目的：針對上述技術問題，本專利技術提出了一種鋰電池硅基負極材料及其制備方法。
2、所采用的技術方案如下：
3、一種鋰電池硅基負極材料，包括具有層狀結構的雙金屬二硫化物；
4、以及生長在所述雙金屬二硫化物表面的二氧化硅納米粒子。
5、進一步地，所述雙金屬二硫化物的化學式為abs2；
6、其中，a為過渡金屬元素；
7、b為sb或bi。
8、進一步地，所述過渡金屬元素為fe、co、ni、cu、zn中的任意一種。
9、進一步地，所述雙金屬二硫化物為cusbs2。
11、先制備具有層狀結構的雙金屬二硫化物，在利用溶液凝膠法在所述雙金屬二硫化物的表面沉積二氧化硅納米粒子即可。
12、進一步地，所述鋰電池硅基負極材料的制備方法，具體如下：
13、將a鹽、b鹽加入到液體石蠟中混勻得到第一溶液，將硫粉加入到液體石蠟中混勻得到第二溶液，將第二溶液升溫至130-150℃后，再將第一溶液加入，升溫至230-250℃，攪拌反應10-30min后再次升溫至280-300℃，攪拌反應1-5min，冷卻至室溫后，離心，用乙醇充分洗滌沉淀后干燥得到具有層狀結構的雙金屬二硫化物，將所述雙金屬二硫化物加入到正硅酸四乙酯中，將得到的混合物緩慢加入到由氨水、乙醇和水組成的混合溶液中，10-35℃水浴攪拌1-4h后，離心，用乙醇充分洗滌沉淀后干燥即可得到鋰電池硅基負極材料。
14、進一步地，所述a鹽、b鹽的摩爾比為1-3：1-3。
15、進一步地，冷卻速度為10-30℃/min。
16、進一步地，所述雙金屬二硫化物與正硅酸四乙酯的重量比為1：10-20。
17、進一步地，所述混合溶液中氨水、乙醇和水的體積比為1：15-20：3-6。
18、本專利技術的有益效果：
19、本專利技術提供了一種鋰電池硅基負極材料，層狀結構的雙金屬二硫化物能夠有效地縮短鋰離子傳輸距離，提供更多的電化學活性位點，從而整體提升負極材料的電化學性能，再利用溶液凝膠法在其表面沉積的二氧化硅納米粒子，一方面層狀結構有足夠空間緩解二氧化硅納米粒子的體積膨脹，防止二氧化硅納米粒子團聚或粒徑生長過大導致不可逆反應速率增大，有效地緩解電化學反應中的體積變化，提高循環穩定性，另一方面雙金屬二硫化物具有優異的電子電導率，能夠較好地解決二氧化硅納米粒子固有電導率低的問題，增加電荷轉移速率，提高材料的倍率性能，經測試，本專利技術所制備的硅基負極材料電化學性能優良，500次循環后的容量保持率＞70％。
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1.一種鋰電池硅基負極材料，其特征在于，包括具有層狀結構的雙金屬二硫化物；
2.如權利要求1所述的鋰電池硅基負極材料，其特征在于，所述雙金屬二硫化物的化學式為ABS2；
3.如權利要求2所述的鋰電池硅基負極材料，其特征在于，所述過渡金屬元素為Fe、Co、Ni、Cu、Zn中的任意一種。
4.如權利要求3所述的鋰電池硅基負極材料，其特征在于，所述雙金屬二硫化物為CuSbS2。
5.一種如權利要求2-4中任一項所述的鋰電池硅基負極材料的制備方法，其特征在于，先制備具有層狀結構的雙金屬二硫化物，在利用溶液凝膠法在所述雙金屬二硫化物的表面沉積二氧化硅納米粒子即可。
6.如權利要求5所述的鋰電池硅基負極材料的制備方法，其特征在于，具體如下：
7.如權利要求6所述的鋰電池硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述A鹽、B鹽的摩爾比為1-3：1-3。
8.如權利要求6所述的鋰電池硅基負極材料的制備方法，其特征在于，冷卻速度為10-30℃/min。
9.如權利要求6所述的鋰電池硅基負極材料的制備方法，其特
10.如權利要求6所述的鋰電池硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述混合溶液中氨水、乙醇和水的體積比為1：15-20：3-6。
...【技術特征摘要】
1.一種鋰電池硅基負極材料，其特征在于，包括具有層狀結構的雙金屬二硫化物；
2.如權利要求1所述的鋰電池硅基負極材料，其特征在于，所述雙金屬二硫化物的化學式為abs2；
3.如權利要求2所述的鋰電池硅基負極材料，其特征在于，所述過渡金屬元素為fe、co、ni、cu、zn中的任意一種。
4.如權利要求3所述的鋰電池硅基負極材料，其特征在于，所述雙金屬二硫化物為cusbs2。
5.一種如權利要求2-4中任一項所述的鋰電池硅基負極材料的制備方法，其特征在于，先制備具有層狀結構的雙金屬二硫化物，在利用溶液凝膠法在所述雙金屬二硫化物的表面沉積二氧化硅納米粒子...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張慎然，肖志遠，吳彬彬，
申請(專利權)人：湖南镕鋰新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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