一种多孔硅和二氧化锗复合薄膜电极材料的制备方法

    专利查询2026-03-01  7


    本发明涉及一种多孔硅和二氧化锗复合薄膜电极材料的制备方法。


    背景技术:

    1、随着经济不断发展进步,各种能源和环境污染等问题逐渐凸显,开发经济、绿色、环保和可持续发展的新能源技术已经成为一种必然趋势。因此,在经济和可持续电化学储能设备需求的推动下,人们对具有更好规格容量、循环稳定性、高倍率能力和安全性的libs的需求日益迫切,这也进一步刺激了电极材料研究的发展,参见在先专利cn109310355b。在新能源开发研究过程中,能源与环境污染问题成为了人们重点关注的对象,基于此背景,发展绿色高效且环境友好型的新能源技术已然成为全球环保能源革命的主导方向。

    2、在当前背景下,新能源电池被广泛应用与电子设备领域。然而,许多问题也因此显现出来,例如:安全、成本、环境以及资源等方面的问题,一系列的问题制约了新能源电池的发展。为解决这些本源问题,亟需找到一种技术先进、安全可靠、经济合理的能源设备。锂离子电池应用于各个行业领域,为了研发更好的清洁能源,其正极材料的研发是非常重要的,libs的正极材料受限于电池容量低、电压低以及充放电不稳定等问题。


    技术实现思路

    1、本发明所要解决的技术问题是提供一种多孔硅复合薄膜电极材料的制备方法,通过该方法制备的电极材料其不仅储锂容量大,而具有较好的导电性和放电稳定性。

    2、为解决上述技术问题,本发明提供了一种多孔硅和二氧化锗复合薄膜电极材料的制备方法,包括以下步骤:

    3、(1)取白炭黑0.6g和氢化铝锂0.456g,置于研钵中研磨10min;

    4、(2)将研磨好的混合物置于坩埚中,并在表面平铺一层约0.8mm厚的碳粉;

    5、(3)将坩埚置于马弗炉中升温600℃煅烧6h,冷却至室温后将坩埚中混合粉末取出并置于烧杯内;

    6、(4)向烧杯内添加氢氟酸浸泡30min后,依次用蒸馏水、1.2mol/l的稀盐酸、蒸馏水洗涤离心;

    7、(5)最后用无水乙醇洗涤抽滤,并放入烘干箱,在600℃下烘干12h得到多孔硅;

    8、(6)将制得的多孔硅与二氧化锗按摩尔比1:0.8~1.2的比例混合并研磨30min得到复合材料;

    9、(7)取0.15g复合材料,将复合材料、乙炔黑、pvdf按摩尔比16:3:1的比例研磨混合30min,接着加入nmp溶液10-15滴,继续研磨30min至粘稠状态,得到活性正极材料;

    10、(8)取合适大小的不锈钢箔,将上述活性正极材料均匀涂覆在不锈钢箔上,然后放入真空干燥箱中60℃下烘干6h后取出即可。

    11、本发明的优点:单独的si或ge电极都无法满足实际商业化的要求。si和ge的复合材料可以协同发挥二者优势,si组分提供较高的储锂容量,ge组分保证高容量的同时,改善si导电性差的缺陷。本发明所制备的电极材料其不仅储锂容量大,而具有较好的导电性和放电稳定性。

    12、多孔硅(porous si)是一种新型的一维纳米光子晶体材料,具有纳米硅原子簇为骨架的“量子海绵”状微结构,可以通过电化学阳极腐蚀或化学腐蚀单晶硅而形成。多孔硅具有良好电致发光特性,在光或电的激发下可产生电子和空穴,这些载流子可以复合发光,在电场的作用下进行定向移动,产生电信号,也可以储能。多孔硅在光学和电学方面的特性为全硅基光电子集成和开发开创了新道路,并迅速引起了国内外对多孔硅的研究热潮。由于多孔硅具有比表面大,易氧化的特点,因而被用作集成电路中的结构隔离层。



    技术特征:

    1.一种多孔硅和二氧化锗复合薄膜电极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    一种多孔硅和二氧化锗复合薄膜电极材料的制备方法,包括以下步骤:取白炭黑0.6g和氢化铝锂0.456g,研磨后置于坩埚中铺一层碳粉;然后升温600℃煅烧6h,冷却至室温后添加氢氟酸浸泡30min,用蒸馏水、稀盐酸交替洗涤;最后用无水乙醇洗涤抽滤并烘干,得到多孔硅;将多孔硅与二氧化锗按摩尔比1:0.8‑1.2的比例混合并研磨复合材料;将复合材料、乙炔黑、PVDF按摩尔比16:3:1的比例研磨混合30min,接着加入NMP溶液10‑15滴,继续研磨至粘稠状态得到活性正极材料;将活性正极材料涂覆在不锈钢箔上烘干即可。通过该方法制备的电极材料其不仅储锂容量大,而具有较好的导电性和放电稳定性。

    技术研发人员:汪徐春,刘语欣,张雪梅,黄雨晨,卞诉,陈俊明,郑胜彪,姚悦,刘有
    受保护的技术使用者:安徽科技学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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