一种硅碳负极材料高温包覆气相沉积法制备硅碳负极材料详细介绍

关于硅/碳复合负极材料的制备方法:

1、化学气相沉积法（CVD）

化学气相沉积法制备硅/碳复合材料是以 SiH4、纳米硅粉、和硅藻土等硅单质或含硅化合物为硅源，碳或者有机物为碳源，以其中一种组分为基体，将另一组分均匀沉积在基体表面得到复合材料。

CVD法制备硅/碳复合材料优点是：硅碳两组分间连接紧密、结合力强；充放电过程中活性物质不易脱落；具有优良的循环稳定性和更高的***库伦效率；碳层均匀稳定、不易出现团聚现象；设备简单，复合材料杂质少，反应过程环境友好。

缺点是：工艺条件不易控制，产物产量少，工业化生产还需进一步研究。

2、溶胶凝胶法

溶胶凝胶法制备硅/碳复合材料主要有两种方式：

（1）将硅颗粒分散于碳凝胶中，制备得到具有三维碳网络结构特征的硅/碳纳米复合材料。

（2）利用正硅酸四乙酯为硅源，通过改性溶胶凝胶法结合镁热还原法等方法，制备得到具有3D构架的硅/石墨烯纳米复合材料。 

溶胶凝胶法优点是：硅材料能够实现均匀分散，而且制备的复合材料保持了较高的可逆比容量、循环性能。

缺点是：碳凝胶较其它碳材料稳定性能差，在循环过程中碳壳会产生裂痕并逐渐扩大，导致负极结构破裂，降低使用性能；凝胶中氧含量过高会生成较多不导电的SiO2，导致负极材料循环性能降低。

3、高温热解法

高温热解法是目前制备硅/碳复合材料最常用的方法，其工艺过程是以SiCl4为原料，采用金属镁热还原方法得到多孔硅，再在惰性气氛下，通过高温热解法进行有机碳的包覆，制备出多孔硅/碳复合材料。

高温热解法优点是：工艺简单容易操作，而且易重复，在热解过程中有机物经裂解得到无定型碳，这种碳的空隙结构一般比较发达，能更好的缓解硅在充放电过程中的体积变化。

缺点是：高温热解法产生的硅分散性较差，碳层会有分布不均的状况，并且颗粒易团聚等，目前该缺点还未得到***解决。

4、机械球磨法

机械球磨法是以硅粉、石墨与石油沥青粉体为原料，混合后球磨，然后在氩气气氛下在 1000 ℃下进行热处理制备硅/碳复合材料。

该方法优点是：工艺简单、成本低、效***，适合工业生产等优势；制备的的复合材料粉体颗粒粒度小、各组分分布均匀。

缺点是：粉体颗粒易出现团聚现象。

5、水热合成法

水热合成法一般采用小分子有机物为碳源，将其与硅粉在溶液中超声分散均匀后，在密封的高压反应釜中进行水热反应，再在高温下碳化即制得硅/碳复合材料。

水热合成法优点是：操作简便，产物纯度高，分散性好、粒度易控制。

缺点是：耗能高、产量低，不适合批量生产。

咸阳鸿峰窑炉设备有限公司

设备名称：硅碳负极材料用高温cvd碳包覆回转炉

 设备用途：硅碳复合负极材料CVD气相沉积碳包覆 

设备进料量：152L

设备进料方式：螺杆进料

 设备炉胆材质：310S 

设备炉胆总长：5M 

设备加热有效区长度：3M 

设备测试温度：950度 

设备倾斜角：-2-14度

设备炉胆转速：12分钟/转

 物料在炉胆装填量占炉管总体积：18% 

实验设备炉内氧含量：0.1ppm 

设备用氮气：99.9***高纯氮 

氧含量分析仪：南京能斯特。

 氮气流量计：质子流量计。

 乙炔流量计：质子流量计。