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专利号: 2022106524217
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.具有高强度碳基质的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1,将明胶溶解于磷酸缓冲溶液中,然后加入甲基丙烯酸酐进行反应,反应后将所得溶液透析,将透析液冷冻干燥,得到乙烯基明胶;

步骤2,将乙烯基明胶完全溶解于去离子水中,然后将纳米硅加入乙烯基明胶溶液中,均匀分散,加入光引发剂;将浆液涂在集流体铜箔上,紫外交联;干燥后的铜箔于管式炉中碳化,得到具有高强度碳基质的硅碳负极材料。

2.根据权利要求1所述的具有高强度碳基质的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1具体按照以下步骤实施:步骤1.1,将明胶溶解于pH为7.4的磷酸缓冲溶液的锥形瓶中,在70℃‑75℃的恒温磁力搅拌器中加热搅拌至明胶完全溶解,然后将恒温磁力搅拌器的温度降至50℃,恒温搅拌20‑

30min;

步骤1.2,向恒温后的锥形瓶中加入甲基丙烯酸酐反应2h,将得到的溶液转移到3500D的透析袋中,40℃去离子水中透析24h,将透析袋中的透析液冷冻干燥,得到乙烯基明胶。

3.根据权利要求2所述的具有高强度碳基质的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1.1中,明胶在磷酸缓冲溶液中的质量浓度为0.1g/mL。

4.根据权利要求2所述的具有高强度碳基质的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1.2中,加入的甲基丙烯酸酐与步骤1.1中使用的磷酸缓冲溶液得体积比为1:150‑170。

5.根据权利要求1所述的具有高强度碳基质的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤2具体按照以下步骤实施:步骤2.1,将乙烯基明胶溶解在去离子水中,在60‑70℃条件下磁力搅拌均匀得到乙烯基明胶溶液;然后将纳米硅加入乙烯基明胶溶液中,在60‑70℃条件下超声分散30‑40min,浆料在60‑70℃连续搅拌12‑14h;

步骤2.2,待降至室温,加入光引发剂,充分搅拌;然后将浆液涂在集流体铜箔上,在

365nm紫外光下照射1‑3h,室温下干燥12‑14h,在60‑70℃条件下真空干燥12‑14h;

步骤2.3,将干燥后的铜箔在管式炉中450~650℃氩气环境下热解1h,升温速率为2℃/min,得到具有高强度碳基质的硅碳负极材料。

6.根据权利要求5所述的具有高强度碳基质的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤2.1中,乙烯基明胶在去离子水中的质量浓度为60mg/mL;纳米硅与步骤1中使用的明胶的质量比为1:0.5‑2。

7.根据权利要求5所述的具有高强度碳基质的硅碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤2.2中,加入的光引发剂为步骤2.1中的乙烯基明胶质量的0.1wt%;光引发剂为Irgacure 2959。

8.具有高强度碳基质的硅碳负极材料,其特征在于,采用如权利要求1‑7任意一项的方法制备得到。