一种锂离子电池用的复合负极材料及其制造方法_3

文档序号:8341568阅读:来源:国知局
r>[0081] 实施例3
[0082] 取羟基封端的聚甲基乙氧基硅氧烷(0H)3Si0{CH3(0C2H5)Si0}nSi(0H)3n为150, 放入氧化铝坩埚中,加入甲苯溶解,所加入甲苯的体积为羟基封端的聚甲基乙氧基硅氧 烷体积的1. 5倍,然后将淀粉和比较例3的加入其中,按照C/SiC0/ 中C占总重量的5wt%加入淀粉,SiCO占总重量的3wt%加入羟基封端 的聚甲基乙氧基硅氧烷,其中淀粉和羟基封端的聚甲基乙氧基硅氧烷的加入量按照相同实 验条件下淀粉和羟基封端的聚甲基乙氧基硅氧烷的热解率来计算。边搅拌边加热到300°C, 保持2小时,待聚硅氧烷固化后,形成前驱体。将含有前驱体的坩埚放入高温炉中,抽真空 后通惰性气体N2,升温到650°C,保温5小时后,自然冷却到小于100°C后取出,研磨得到C/ SiCO/LiJiuMn^OmF。.%复合材料,其中C占总重量5wt%,SiCO占总重量的3wt%,这里 所说的总重量为羟基封端的聚甲基乙氧基硅氧烷热解所得SiCO和的 重量之和。相对Li+/Li电位1. 0V到2. 5V测试电化学性能,0. 1C首次放电比容量165mAh/ g,5C比容量 145mAh/g,振实密度 1.lg/cm3。
[0083] 实施例4
[0084] 将聚甲基含氢硅氧烷(CH3)3Si0{CH3(H)Si0}mSi(CH3)3(m= 20),加入二甲苯溶解, 加入二甲苯的体积为聚甲基含氢硅氧烷体积的2倍,按照聚甲基含氢硅氧烷和固化剂重量 比为2 : 1加入固化剂二乙烯基苯,加入几滴催化剂氯钼酸乙醇溶液(lmg/100ml乙醇), 搅拌同时将蔗糖和实施例1的Li4Ti5012W入其中,按照C/SiCN0/Li4Ti5012中C占SiCNO和 Li4Ti5012总重量2wt%加入鹿糖,SiCNO占SiCNO和Li4Ti5012总重量的7. 5wt%加入聚甲 基含氢硅氧烷,其中蔗糖和聚甲基含氢硅氧烷的加入量按照相同实验条件下蔗糖和聚甲基 含氢硅氧烷的热解率来计算。这里所说的总重量为聚甲基含氢硅氧烷热解所得SiCNO和 Li4Ti5012的重量之和。边搅拌边加热到120°C,使得聚甲基含氢硅氧烷和二乙烯基苯交联固 化,形成前驱体。然后将所得到的前驱体放入高温炉中,抽真空后通入NH3,升温到350°C, 保温3小时,再升温到800°C,保温3小时,自然降温到小于10(TC后取出,研磨得到复合材 料C/SiCN0/Li4Ti5012,其中C占总重量的2wt%,SiCNO占总重量的7. 5wt%,这里所说的总 重量为聚甲基含氢硅氧烷热解所得SiCNO和Li4Ti5012的重量之和。经过XRD测试显示尖晶 石结构,相对Li+/Li电位1. 0V到2. 5V测试电化学性能,0. 1C首次放电比容量166mAh/g, 5C比容量149mAh/g,振实密度1. 5g/cm3。
[0085] 实施例5
[0086]聚甲基乙烯基硅氧烷(CH3)3SiO{CH3(CH=CH2)SiO}nSi(CH3)3(n= 400),用丙酮 溶解,加入丙酮的体积为聚甲基乙烯基硅氧烷体积的2倍,然后加入蔗糖和比较例1的 Li4Ti5012,按照C/SiC0/Li4Ti5012 中C占SiCO和Li4Ti5012 总重量的lwt%,SiCO占SiCO和 Li4Ti5012总重量的10wt%加入蔗糖和聚甲基乙烯基硅氧烷,其中蔗糖和聚甲基乙烯基硅氧 烷的加入量按照相同实验条件下蔗糖和聚甲基乙烯基硅氧烷的热解率来计算。边搅拌边加 热到400°C,保持1小时,待聚甲基乙烯基硅氧烷固化后,得到前驱体。然后将前驱体放入高 温炉中,抽真空后通惰性气体N2,升温到750°C,保温2小时后,自然冷却到温度小于KKTC 后取出,研磨得到复合材料C/SiC0/Li4Ti5012,其中C占总重量的lwt%,SiCO占总重量的 10wt%,这里所说的总重量为聚甲基乙烯基硅氧烷热解所得SiCO和Li4Ti5012的重量之和。 相对Li+/Li电位1. 0V到2. 5V测试电化学性能,0. 1C其首次放电比容量165mAh/g,5C比容 量147mAh/g,振实密度1. 6g/cm3。图4是该实施例合成钛酸锂的倍率性能。
[0087] 实施例6
[0088]聚甲基乙烯基硅氧烷(CH3)3Si0{CH3(CH=CH2)SiO}nSi(CH3)3(n= 400),用丙酮溶 解,加入丙酮的体积为聚甲基乙烯基硅氧烷体积的2倍,然后加入比较例1的Li4Ti5012,按 照SiC0/Li4Ti5012中SiCO占总重量的10wt%加入聚甲基乙烯基硅氧烧,聚甲基乙烯基硅氧 烷的加入量按照相同实验条件下聚甲基乙烯基硅氧烷的热解率来计算。边搅拌边加热到 400°C,保持1小时,待聚甲基乙烯基硅氧烷固化后,得到前驱体。然后将前驱体放入高温炉 中,抽真空后通惰性气体N2,升温到750°C,保温15小时后,自然冷却到温度小于100°C后取 出,研磨得到复合材料SiC0/Li4Ti5012,其中SiCO占总重量的10wt%,这里所说的总重量为 聚甲基乙烯基硅氧烷热解所得SiCO和Li4Ti5012的重量之和。相对Li+/Li电位1. 0V到2. 5V 测试电化学性能,0. 1C其首次放电比容量168mAh/g,5C比容量135mAh/g,振实密度1. 8g/ cm3。图4是该实施例合成钛酸锂的倍率性能。
[0089] 实施例7
[0090] 将二苯基二甲氧基硅氧烷的液态单体溶解在无水乙醇中,无水乙醇的体积为二苯 基二甲氧基硅氧烷体积的3倍,再加入蔗糖和比较例1的Li4Ti5012,按照C/SiC0/Li4Ti5012中 C占SiCO和Li4Ti5012总重量的4wt%加入蔗糖,SiCO占SiCO和Li4Ti5012总重量的6wt%加 入二苯基二甲氧基硅氧烷,其中蔗糖和二苯基二甲氧基硅氧烷的加入量通过相同实验条件 下蔗糖和二苯基二甲氧基硅氧烷聚合后的聚合物的热解率来计算。搅拌处理5h,在搅拌的 情况下,向上述分散液中加入少许去离子水,并保持搅拌2h,在搅拌的情况下,加热80°C间 保温处理6h以除去溶剂使混合溶液聚合固化,得到前驱体。然后将前驱体放入高温炉中, 抽真空后通惰性气体N2,升温到730°C,保温3小时后,自然冷却到温度小于100°C后取出, 研磨得到复合材料C/SiC0/Li4Ti5012,其中C占总重量的4wt%,SiCO占总重量的6wt%,这 里所说的总重量为二苯基二甲氧基硅氧烷聚合后热解所得SiCO和Li4Ti5012的重量之和。 相对Li+/Li电位1. 0V到2. 5V测试电化学性能,0. 1C其首次放电比容量164mAh/g,5C比容 量 143. 5mAh/g,振实密度 1. 62g/cm3。
[0091] 实施例8
[0092] 将聚甲基含氢硅氧烷(CH3)3Si0{CH3(H)Si0}mSi(CH3)3(m= 40)用丙酮稀释,加入 丙酮的体积为聚甲基含氢硅氧烷体积的1.5倍,按照聚甲基含氢硅氧烷和固化剂重量比 2 : 1加入固化剂二乙烯基苯,搅拌同时将酚醛树脂和实施例2的Li4Ti5On.66Fa34加入其 中,按照C/SiCO/Li4Ti5On.66FQ.34 中C占SiCO和Li4Ti5On.66FQ.34 总重量的 4wt%加入酚醛树 月旨,SiCO占SiCO和Li4Ti50n.66FQ.34总重量的7. 5wt%加入聚甲基含氢硅氧烧,其中酚醛树 脂和聚甲基含氢硅氧烷的加入量通过相同实验条件下酚醛树脂和聚甲基含氢硅氧烷的热 解率来计算。边搅拌边加热到150°C,使得聚甲基含氢硅氧烷和二乙烯基苯交联固化,得到 前驱体。然后将所得到的前驱体放入高温炉中,抽真空,升温到450°C,保温3小时,再升温 至IJ650°C,保温5小时,自然降温到小于100°C后取出,研磨得到C/SiC0/Li4Ti50n.66Fa34的复 合材料,其中C占总重量的4wt%,SiCO占总重量的7. 5wt%,这里所说的总重量为聚甲基 含氢硅氧烷热解后的SiCO和Li4Ti50n.66Fa34的重量之和。经过XRD测试显示尖晶石结构。 相对Li+/Li电位1. 0V到2. 5V测试电化学性能,0. 1C首次放电比容量164mAh/g,5C比容量 146mAh/g,振实密度 1. 55g/cm3。
[0093] 实施例9
[0094]将甲基乙烯基聚硅氮烷(CH3)3SiNH[CH3(C2H3)SiNH]nSi(CH3)3,n= 30,溶解 在甲苯中,加入甲苯的体积为甲基乙烯基聚硅氮烷体积的2倍,加入蔗糖和比较例1的 Li4Ti5012,按照C/SiCN/Li4Ti5012 中C占SiCN和Li4Ti5012 总重量的lwt%,SiCN占SiCN和 Li4Ti5012总重量的3wt%加入蔗糖和上述甲基乙烯基聚硅氮烷,其中蔗糖和上述甲基乙烯 基聚硅氮烷的加入量按相同实验条件下蔗糖和上述甲基乙烯基聚硅氮烷的热解率来计 算。边搅拌边加热使得甲苯挥发,再加热到350°C固化,得到前驱体。将前驱体放入高温炉 中,先抽真空,再充入惰性气体N2,升温到400°C,保温2小时,再升温到800°C,保温2小时, 自然冷却到小于l〇〇°C后取出,研磨后得到C/SiCN/Li4Ti5012复合材料,其中C占总重量的 lwt%,SiCN占总重量的3wt%,这里所说的总重量为甲基乙烯基聚娃氣烧热解后的SiCN和 Li4Ti5012的重量之和。经过XRD测试显示尖晶石结构。相对Li+/Li电位1. 0V到2. 5V测 试电化学性能,〇. 1C首次放电比容量163mAh/g,5C比容量147mAh/g,振实密度1. 6g/cm3。
[0095] 实施例10
[0096]羟基封端的甲基苯基聚硅氮烷(OH)3SiNH[CH3 (C6H5)SiNH]nSi(0H) 3,n= 150,溶 解在甲苯中,加入甲苯的量为羟基封端的甲基苯基聚硅氮烷量的3倍,加入蔗糖和实施例1 的Li4Ti5012,按照C/SiCN/Li4Ti5012 中C占SiCN和Li4Ti5012 总重量的 3wt%,SiCN占SiCN 和Li4Ti5012总重量的5wt%加入蔗糖和上述羟基封端的甲基苯基聚硅氮烷,其中蔗糖和上 述羟基封端的甲基苯基聚硅氮烷的加入量按通过相同实验条件下蔗糖和上述羟基封端的 甲基苯基聚硅氮烷的热解率来计算。搅拌加热使得甲苯挥发,再加热到350°C固化,得到前 驱体。将前驱体放入高温炉中,先抽真空,再充入惰性气体N2,升温到300°C,保温2小时,再 升温到750°C,保温4小时,自然冷却到小于100°C后取出,研磨后得到C/SiCN/Li4Ti5012复 合材料,其中C占总重量的3wt%,SiCN占总重量的5wt%,这里所说的总重量为羟基封端 的甲基苯基聚硅氮烷热解后的SiCN和Li4Ti5012的重量之和。经过XRD测试显示尖晶石结 构。相对Li+/Li电位1. 0V到2. 5V测试电化学性能,首次放电比容量167mAh/g,5C比容量 150mAh/g,振实密度 1. 65g/cm3。
[0097] 实施例11
[0098] 羟基封端的甲基乙氧基聚硅氮烷(0H)3SiNH{CH3(0C2H5)SiNH}nSi(0H)3n= 130,溶 解在甲苯中,加入甲苯的量为羟基封端的甲基乙氧基聚硅氮烷量的2倍,加入蔗糖和比较 例 2 的Li4Ti5On.66FQ.34,按照C/SiCN/Li4Ti5On.
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