一种泡沫硅铜复合锂电池负极材料及制备方法与流程

文档序号:26055012发布日期:2021-07-27 15:32阅读:175来源:国知局
一种泡沫硅铜复合锂电池负极材料及制备方法与流程

本发明涉及锂电池负极材料的技术领域,特别是涉及一种泡沫硅铜复合锂电池负极材料及制备方法。



背景技术:

锂离子电池兼有能量密度大、循环寿命长、工作电压高等优点,是最具有前景的储能技术之一。目前,锂离子电池已经在便携式消费类电子产品领域实现广泛应用,同时也在电动汽车产业和电网储能产业等领域展现出巨大潜力。锂离子电池的容量决定于正极材料的活性锂离子以及负极材料的可嵌脱锂能力,正负极在各种环境下的稳定性决定电池的性能发挥,甚至严重影响电池的安全性,因此,电极的性能在一定程度上决定了锂离子电池的综合性能。

锂离子电池电极材料中,目前商业化锂离子电池负极材料主要为石墨类碳负极材料,其理论比容量仅为372mah/g,严重限制了锂离子电池的进一步发展。硅基材料是在负极材料中理论比容量最高的研究体系,理论比容量高达为4200mah/g,因其低嵌锂电位、低原子质量、高能量密度,被认为是碳负极材料的替代性产品。

然而,硅基材料在使用过程中同样存在缺点。硅材料在脱/嵌锂过程中,存在着较大的体积膨胀(体积膨胀100-300%),这种结构上的膨胀收缩变化破坏了电极结构的稳定性,导致硅颗粒破裂粉化,造成电极材料结构的坍塌和剥落,使电极材料失去电接触,最终导致负极的比容量迅速衰减,使锂电池循环性能变差,另外,金属及合金类材料是近年来研究得较多的新型高效储锂负极材料体系。有效解决硅基材料的体积膨胀效应,将硅基材料和金属及合金材料复合的技术成为近年来的重要研究课题。

中国发明专利申请号201410133908.x公开了一种纳米铜包覆多孔纳米硅复合材料、其制备方法及用途;该方法包含如下具体步骤:步骤(1)对用酸浸蚀硅合金制得的多孔纳米硅粉末材料进行活化预处理;步骤(2)将活化预处理后的多孔纳米硅粉末材料分散在化学镀铜溶液中,对其进行化学镀铜,然后,过滤、洗涤、烘干后即可获得纳米铜包覆的多孔纳米硅复合材料。中国发明专利申请号201811442530.6公开了一种电化学能源技术领域基于石墨烯的纳米花形硅铜合金电极材料及其制备方法与应用,利用电化学沉积刻蚀技术,先在柔性石墨烯基底上制备纳米花形氧化铜,为下一步引入硅提供了良好的模板;再先后通过等离子增强化学气相沉积技术沉积硅以及对氧化铜进行还原处理,使得铜能够通过还原扩散的方式与外部的硅相结合,形成硅铜合金。中国发明专利申请号201811442530.6公开了一种硅铜复合纳米线的制备方法,该方法包括:选用一定尺寸的硅铜复合微球为原料,在超声作用下置于碱性溶液中刻蚀硅元素,清洗后在酸性溶液中浸泡以去除氧化铜,再次清洗后置于另一酸溶液中浸泡以去除二氧化硅,清洗后即得硅铜复合纳米线。然而,上述方法均没有很好地解决硅负极体积膨胀、导电率低及循环性能差的问题。

为了有效解决硅负极材料的体积膨胀效应而导致循环性能下降的问题,同时充分发挥金属及合金材料在锂电池负极材料中的应用,有必要提出一种新型硅铜复合负极材料,进而促进硅基负极材料的发展和应用。



技术实现要素:

针对目前锂电池硅基负极材料导电性不佳、体积膨胀效应严重、循环性能较差从而影响了其应用的缺陷,以及金属及合金材料的负极材料中的优势,本发明提出一种泡沫硅铜复合锂电池负极材料及制备方法,从而提高了硅基负极材料的导电性,抑制了体积膨胀效应,提升了循环性能。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

首先,提供了一种泡沫硅铜复合锂电池负极材料的制备方法,具体制备方法如下:

(1)将端羟基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷、含氢硅油、发泡剂和季铵碱混合均匀,配置为发泡体系,在100℃热处理1h,然后升温发泡,获得多孔有机硅聚合物;

(2)将获得的多孔有机硅聚合物依次使用粗化液、敏化液和活化液进行处理,然后置于镀铜液中进行化学镀铜,接着将化学镀铜后的产物置于马弗炉中热处理,再使用去离子水洗涤,干燥、粉碎,获得泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物;

(3)将获得的泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物与还原剂、有机碳源分散均匀,进行真空碳化还原处理,清洗,收集,即得碳包覆的泡沫硅铜复合锂电池负极材料;所述还原剂为金属镁、三氯化铝按照质量比例为20:5-10配置的混合物。

优选的,所述发泡剂为n’n-二连亚硝基五次甲基四胺(dpt)和尿素按照质量比例为10-50:5-20配置的混合物。

优选的,所述粗化液为cro3+h2so4溶液,cro3的含量为400-430g/l,h2so4的含量为330-400g/l。

优选的,所述敏化液为sncl2+hcl溶液,sncl2的含量为20-30g/l,hcl的含量为15-30ml/l。

优选的,所述活化液为pdcl2+hcl溶液,pdcl2的含量为0.5-0.8g/l,hcl的含量为0.5-0.8g/l。

优选的,所述镀铜液为酒石酸钾钠+edta+柠檬酸的配合体系,主盐为cuso4。

优选的,所述有机碳源为葡萄糖、蔗糖中的一种。

优选的,步骤(1)中所述升温发泡的温度控制在180℃,发泡3-5min。

优选的,步骤(1)中所述多孔有机硅聚合物制备中,端羟基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷、含氢硅油、发泡剂、季铵碱的质量比例为100-150:100-150:20-30:10-20:5-10。

优选的,步骤(2)中所述化学镀铜的处理时间控制在30-60min,镀层厚度为20-30μm,。

优选的,步骤(2)中所述热处理的气氛为空气,温度控制在400-600℃,热处理4-8h。

优选的,步骤(3)中所述还原剂的用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的15-20wt%。

优选的,步骤(3)中所述有机碳源的用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的5-10wt%。

优选的,步骤(3)中所述真空碳化还原处理的碳化温度控制在600-800℃,碳化时间为8-10h。

但硅作为锂离子电池负极材料也有缺点。硅是半导体材料,自身的电导率较低。另外,在电化学循环过程中,锂离子的嵌入和脱出会使硅基材料体积发生300%以上的膨胀与收缩,产生的机械作用力会使材料逐渐粉化,造成结构坍塌,最终导致电极活性物质与集流体脱离,丧失电接触,导致电池循环性能大大降低。此外,由于这种体积效应,硅在电解液中难以形成稳定的固体电解质界面(sei)膜,伴随着电极结构的破坏,在暴露出的硅表面不断形成新的sei膜,加剧了硅的腐蚀和容量衰减。为改善硅基负极材料的电导率和循环性能,提高材料在循环过程中的结构稳定性,必须有效抑制硅基负极材料的体积膨胀,并提到电导率。金属及合金类材料是新型高效储锂负极材料体系,其研究和应用越来越多,但其同样存在体积膨胀效应。同时,将金属及合金、硅基负极材料复合的技术方法备受关注。本发明创造性地通过多孔有机硅聚合物作为模板,经过化学镀、热处理、碳包覆制备出具有泡沫结构的硅铜复合负极材料,有效解决了上述问题。公知的,硅基负极材料因其优异性能已成为锂离子电池碳基负极升级换代的富有潜力的选择之一。

本发明首先将端羟基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷、含氢硅油、发泡剂和季铵碱组成发泡体系,升温发泡制得多孔有机硅聚合物。发泡剂选择n’n-二连亚硝基五次甲基四胺(dpt)和尿素的混合物,dpt发泡剂的发泡性能稳定、发泡可控、泡孔均匀细腻、发气量大、分解温度易调节、相容性好,成本低廉,因此其应用广泛,本发明在发泡时添加尿素助剂,可以降低dpt的分解温度,制得的多孔有机硅聚合物密度低、孔隙率高、孔隙大、比表面积大、性能稳定等优点,形成的泡沫结构可以有效硅颗粒在储锂过程中的体积膨胀。

进一步的,将多孔有机硅聚合物依次使用粗化液、敏化液和活化液进行处理,然后置于镀铜液中进行化学镀铜,再将化学镀铜后的产物置于马弗炉中退火热处理,经洗涤干燥获得泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物。其中,化学粗化的目的是利用强氧化性试剂的氧化侵蚀作用改变基体表面微观形状,使基体表面形成微孔或刻蚀沟槽,并除去表面其它杂质,提高基体表面的亲水性和形成适当的粗糙度,以增强基体和之后化学镀层金属的结合力,以保证镀层有良好的附着力。敏化处理是使粗化后的有机基体表面吸附一层具有还原性的离子(如本发明中的二价锡离子sn2+),以便在随后的活化处理时,将催化金属离子还原为具有催化性能的金属原子,为后续催化金属引发化学镀液还原剂的氧化和金属离子的还原创造必要条件。活化处理的目的是使活化液中的钯离子pd2+被镀件基体表面的sn2+离子还原成金属钯微粒并紧附于基体表面,形成均匀催化结晶中心的贵金属层,便于后续的化学镀铜能自发进行。之后利用酒石酸钾钠+edta+柠檬酸的配合体系的镀铜液进行化学镀铜,得到泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物。

更进一步的,将泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物与还原剂混合,加入有机碳源进行真空碳化还原处理。还原剂选择金属镁、三氯化铝的混合物,其目的是通过镁热还原氧化硅/氧化铜形成硅/铜颗粒;而真空碳化还原的目的是使氧化硅/氧化铜还原并被表面的有机碳源包覆,最终得到碳包覆的泡沫硅铜复合锂电池负极材料。化学镀铜具有良好的结合力、耐磨性、耐热性、电磁屏蔽性,在本发明中铜镀层对泡沫硅包覆后的碳化过程中,有利于硅颗粒的均匀分散,降低硅颗粒的团聚,提高了负极的循环性能,而且,铜镀层的添加在颗粒内部形成导电通道,有效提高负极材料的导电性。

本发明提供由上述方法制备得到的一种泡沫硅铜复合锂电池负极材料。现有的硅负极材料导电性不佳、循环性能较差的缺陷,限制了其应用。提出一种泡沫硅铜复合锂电池负极材料,特征是将端羟基聚硅氧烷与端乙烯基聚硅氧烷、含氢硅油、发泡剂和季铵碱混合配置为发泡体系,升温发泡,获得多孔有机硅聚合物;将获得的多孔有机硅聚合物依次使用粗化液、敏化液和活化液进行处理,之后置于镀铜液中进行化学镀铜,将化学镀铜后的产物置于马弗炉中热处理,使用去离子水洗涤干燥后获得泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物;将获得的氧化硅/氧化铜复合粉末与还原剂混合后加入有机碳源进行真空碳化还原处理,获得碳包覆的泡沫硅铜复合锂电池负极材料。本发明提供的复合负极材料不但可以抑制硅颗粒的体积膨胀,还可有效提高负极材料的电导率,促进硅颗粒的分散,提升循环性能,同时,制备方法简单,便于控制,适宜于规模化生产。

本发明提出一种泡沫硅铜复合锂电池负极材料及制备方法,与现有技术相比,其突出的特点和优异的效果在于:

1、本发明制备得到的泡沫硅铜复合锂电池负极材料不但可以抑制硅颗粒的体积膨胀,还可有效提高负极材料的电导率,提升循环性能。

2、本发明通过多孔硅聚合物作为模板化学镀铜后退火、还原、包覆,形成碳包覆硅铜的泡沫结构,这种泡沫结构具有较大的孔隙,可以有效抑制硅颗粒在储锂过程中的体积膨胀。

3、本发明的复合负极材料中,铜镀层对泡沫硅包覆后的碳化过程中,有利于硅颗粒的均匀分散,降低硅颗粒的团聚,提高了负极的循环性能。同时,铜镀层的添加在颗粒内部形成导电通道,有效提高负极材料的导电性。

4、本发明的工艺所使用的设备和原料都为常用工业生产体系,制备方法简单,便于控制,适宜于规模化生产。

附图说明

图1:本发明制备泡沫硅铜复合锂电池负极材料的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

(1)将125kg端羟基聚硅氧烷、125kg端乙烯基聚硅氧烷、25kg含氢硅油、15kg发泡剂和8kg季铵碱混合均匀,配置为发泡体系,在100℃热处理1h,然后升温到180℃发泡3min,获得多孔有机硅聚合物,发泡剂为n’n-二连亚硝基五次甲基四胺(dpt)和尿素按照质量比例为30:12配置的混合物;

(2)将获得的多孔有机硅聚合物依次使用粗化液、敏化液和活化液进行处理,然后置于镀铜液中进行化学镀铜,处理时间控制在45min,镀层平均厚度为25μm,接着将化学镀铜后的产物置于马弗炉中热处理,热处理的气氛为空气,温度控制在500℃,热处理6h,再使用去离子水洗涤,干燥,粗粉碎,获得泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物;粗化液为cro3+h2so4溶液,cro3的含量为415g/l,h2so4的含量为365g/l;sncl2+hcl溶液,sncl2的含量为25g/l,hcl的含量为22ml/l;pdcl2+hcl溶液,pdcl2的含量为0.6g/l,hcl的含量为0.6g/l;镀铜液为酒石酸钾钠+edta+柠檬酸的配合体系,主盐为cuso4;

(3)将获得的泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物与还原剂(还原剂的用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的20wt%),然后加入葡萄糖(葡萄糖用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的5wt%)分散均匀,接着进行真空碳化还原处理,温度控制在700℃,碳化时间为8h,收集,清洗,烘干,即得碳包覆的泡沫硅铜复合锂电池负极材料;还原剂为金属镁、三氯化铝按照质量比例为20:10配置的混合物。

实施例2

(1)将140kg端羟基聚硅氧烷、140kg端乙烯基聚硅氧烷、22kg含氢硅油、12kg发泡剂和6kg季铵碱混合均匀,配置为发泡体系,在100℃热处理1h,然后升温到180℃发泡3min,获得多孔有机硅聚合物,发泡剂为n’n-二连亚硝基五次甲基四胺(dpt)和尿素按照质量比例为40:10配置的混合物;

(2)将获得的多孔有机硅聚合物依次使用粗化液、敏化液和活化液进行处理,然后置于镀铜液中进行化学镀铜,处理时间控制在40min,镀层平均厚度为22μm,接着将化学镀铜后的产物置于马弗炉中热处理,热处理的气氛为空气,温度控制在450℃,热处理7h,再使用去离子水洗涤,干燥,获得泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物;粗化液为cro3+h2so4溶液,cro3的含量为410g/l,h2so4的含量为350g/l;sncl2+hcl溶液,sncl2的含量为22g/l,hcl的含量为18ml/l;pdcl2+hcl溶液,pdcl2的含量为0.6g/l,hcl的含量为0.6g/l;镀铜液为酒石酸钾钠+edta+柠檬酸的配合体系,主盐为cuso4;

(3)将获得的泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物与还原剂(还原剂的用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的20wt%),然后加入葡萄糖(葡萄糖用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的10wt%)分散均匀,接着进行真空碳化还原处理,温度控制在600℃,碳化时间为8,收集,清洗,烘干,即得碳包覆的泡沫硅铜复合锂电池负极材料;还原剂为金属镁、三氯化铝按照质量比例为20:8配置的混合物。

实施例3

(1)将110kg端羟基聚硅氧烷、110kg端乙烯基聚硅氧烷、28kg含氢硅油、18kg发泡剂和9kg季铵碱混合均匀,配置为发泡体系,在100℃热处理1h,然后升温到180℃发泡5min,获得多孔有机硅聚合物,发泡剂为n’n-二连亚硝基五次甲基四胺(dpt)和尿素按照质量比例为20:15配置的混合物;

(2)将获得的多孔有机硅聚合物依次使用粗化液、敏化液和活化液进行处理,然后置于镀铜液中进行化学镀铜,处理时间控制在50min,镀层平均厚度为28μm,接着将化学镀铜后的产物置于马弗炉中热处理,热处理的气氛为空气,温度控制在550℃,热处理5h,再使用去离子水洗涤,干燥,获得泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物;粗化液为cro3+h2so4溶液,cro3的含量为420g/l,h2so4的含量为380g/l;sncl2+hcl溶液,sncl2的含量为28g/l,hcl的含量为25ml/l;pdcl2+hcl溶液,pdcl2的含量为0.7g/l,hcl的含量为0.7g/l;镀铜液为酒石酸钾钠+edta+柠檬酸的配合体系,主盐为cuso4;

(3)将获得的泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物与还原剂(还原剂的用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的20wt%),然后加入葡萄糖(葡萄糖用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的5wt%)分散均匀,接着进行真空碳化还原处理,温度控制在800℃,碳化时间为3minh,收集,清洗,烘干,即得碳包覆的泡沫硅铜复合锂电池负极材料;还原剂为金属镁、三氯化铝按照质量比例为20:5配置的混合物。

实施例4

(1)将150kg端羟基聚硅氧烷、150kg端乙烯基聚硅氧烷、20kg含氢硅油、10kg发泡剂和5kg季铵碱混合均匀,配置为发泡体系,在100℃热处理1h,然后升温到180℃发泡4min,获得多孔有机硅聚合物,发泡剂为n’n-二连亚硝基五次甲基四胺(dpt)和尿素按照质量比例为50:5配置的混合物;

(2)将获得的多孔有机硅聚合物依次使用粗化液、敏化液和活化液进行处理,然后置于镀铜液中进行化学镀铜,处理时间控制在30min,镀层平均厚度为20μm,接着将化学镀铜后的产物置于马弗炉中热处理,热处理的气氛为空气,温度控制在400℃,热处理8h,再使用去离子水洗涤,干燥,获得泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物;粗化液为cro3+h2so4溶液,cro3的含量为400g/l,h2so4的含量为330g/l;sncl2+hcl溶液,sncl2的含量为20g/l,hcl的含量为15ml/l;pdcl2+hcl溶液,pdcl2的含量为0.5g/l,hcl的含量为0.5g/l;镀铜液为酒石酸钾钠+edta+柠檬酸的配合体系,主盐为cuso4;

(3)将获得的泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物与还原剂(还原剂的用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的20wt%),然后加入葡萄糖(葡萄糖用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的10wt%)分散均匀,接着进行真空碳化还原处理,温度控制在800℃,碳化时间为10h,收集,清洗,烘干,即得碳包覆的泡沫硅铜复合锂电池负极材料;还原剂为金属镁、三氯化铝按照质量比例为20:10配置的混合物。

实施例5

(1)将100kg端羟基聚硅氧烷、100kg端乙烯基聚硅氧烷、30kg含氢硅油、20kg发泡剂和10kg季铵碱混合均匀,配置为发泡体系,在100℃热处理1h,然后升温到180℃发泡3min,获得多孔有机硅聚合物,发泡剂为n’n-二连亚硝基五次甲基四胺(dpt)和尿素按照质量比例为10:20配置的混合物;

(2)将获得的多孔有机硅聚合物依次使用粗化液、敏化液和活化液进行处理,然后置于镀铜液中进行化学镀铜,处理时间控制在60min,镀层平均厚度为30μm,接着将化学镀铜后的产物置于马弗炉中热处理,热处理的气氛为空气,温度控制在600℃,热处理4h,再使用去离子水洗涤,干燥,获得泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物;粗化液为cro3+h2so4溶液,cro3的含量为430g/l,h2so4的含量为400g/l;sncl2+hcl溶液,sncl2的含量为30g/l,hcl的含量为30ml/l;pdcl2+hcl溶液,pdcl2的含量为0.8g/l,hcl的含量为0.8g/l;镀铜液为酒石酸钾钠+edta+柠檬酸的配合体系,主盐为cuso4;

(3)将获得的泡沫结构氧化硅/氧化铜复合物与还原剂(还原剂的用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的20wt%),然后加入葡萄糖(葡萄糖用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的10wt%)分散均匀,接着进行真空碳化还原处理,温度控制在800℃,碳化时间为8h,收集,清洗,烘干,即得碳包覆的泡沫硅铜复合锂电池负极材料;还原剂为金属镁、三氯化铝按照质量比例为20:10配置的混合物。

对比例1

(1)将125kg端羟基聚硅氧烷、125kg端乙烯基聚硅氧烷、25kg含氢硅油、8kg季铵碱混合均匀,在100℃热处理1h得到反应物料;

(2)将获得的反应物料依次使用粗化液、敏化液和活化液进行处理,然后置于镀铜液中进行化学镀铜,处理时间控制在45min,镀层平均厚度为25μm,接着将化学镀铜后的产物置于马弗炉中热处理,热处理的气氛为空气,温度控制在500℃,热处理6h,再使用去离子水洗涤,干燥,粗粉碎,获得氧化硅/氧化铜复合物;粗化液为cro3+h2so4溶液,cro3的含量为415g/l,h2so4的含量为365g/l;sncl2+hcl溶液,sncl2的含量为25g/l,hcl的含量为22ml/l;pdcl2+hcl溶液,pdcl2的含量为0.6g/l,hcl的含量为0.6g/l;镀铜液为酒石酸钾钠+edta+柠檬酸的配合体系,主盐为cuso4;

(3)将获得的氧化硅/氧化铜复合物与还原剂(还原剂的用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的20wt%),然后加入葡萄糖(葡萄糖用量为氧化硅/氧化铜复合粉末的5wt%)分散均匀,接着进行真空碳化还原处理,温度控制在700℃,碳化时间为8h,收集,清洗,烘干,即得碳包覆的硅铜复合锂电池负极材料;还原剂为金属镁、三氯化铝按照质量比例为20:10配置的混合物。

对比例1与实施例1相比,不合成多孔硅聚合物,其他与实施例1完全一致。

对比例2

(1)将125kg端羟基聚硅氧烷、125kg端乙烯基聚硅氧烷、25kg含氢硅油、15kg发泡剂和8kg季铵碱混合均匀,配置为发泡体系,在100℃热处理1h,然后升温到180℃发泡3min,获得多孔有机硅聚合物,发泡剂为n’n-二连亚硝基五次甲基四胺(dpt)和尿素按照质量比例为30:12配置的混合物;

(2)将获得的多孔有机硅聚合物干燥,粗粉碎,与还原剂(还原剂的用量为粗粉碎粉的20wt%),然后加入葡萄糖(葡萄糖用量为粗粉碎粉的5wt%)分散均匀,接着进行真空碳化还原处理,温度控制在700℃,碳化时间为8h,收集,清洗,烘干,即得碳包覆的泡沫硅铜复合锂电池负极材料;还原剂为金属镁、三氯化铝按照质量比例为20:10配置的混合物。

对比例2与实施例1相比,不进行镀铜处理,使用有机多孔硅聚合物进行还原、碳包覆,其他与实施例1完全一致。

测试方法:

循环性能测试:将实施例1-5、对比例1-2获得的负极粉末与pvdf粘结剂、super-p导电剂按照8:1:1的比例在nmp中配置为浆料,涂布于铜箔表面作为正极,锂片作为负极,六氟磷酸锂/碳酸乙烯酯作为电解液,celgard2400作为隔膜,装配为cr2032扣式电池,使用新威电池测试仪测试其循环性能,测试电流密度为0.4ma/g,循环次数100圈,测试首次循环容量及循环100圈容量,测试结果如表1所示;

导电性测试:将实施例1-5、对比例1-2获得的负极粉末压制成片,使用四探针法测试片材的电阻,计算粉末的电导率,测试结果如表1所示。

表1:

由表1可见,通过性能测试,实施例与对比例1相比,具有较高的循环容量,这是由于实施例使用多孔硅聚合物作为模板形成了泡沫结构,在循环过程中为硅的体积膨胀提供了更多孔隙;与对比例2相比,由于对比例2未进行镀铜处理,因此其内部的硅含量相对较高,因此其首次循环容量高于实施例1,但由于缺少铜包覆,硅粉的分散性相对较差,导致循环过程中的容量损失较大,同时其电导率也相对较低。

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