银碳复合材料及其制备方法、锂-银碳复合电极材料和储能装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115602841A(43)申请公布日2023.01.13(21)申请号202110779435.0C01B32/05(2017.01)(22)申请日2021.07.09B82Y40/00(2011.01)B82Y30/00(2011.01)(71)申请人中能中科（天津）新能源科技有限公司地址300457天津市滨海新区天津经济技术开发区信环西路19号泰达服务外包产业园8号楼2层(72)发明人孔德钰葛军郇庆娜孙兆勇陈强牟瀚波关知进(74)专利代理机构北京市创世宏景专利商标代理有限责任公司11493专利代理师崔永华(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M4/38(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称银碳复合材料及其制备方法、锂-银碳复合电极材料和储能装置(57)摘要本发明提供了一种银碳复合材料及其制备方法，以及锂‑银碳复合电极材料和储能装置。银碳复合材料包含非晶碳骨架和镶嵌在非晶碳骨架结构中的银纳米颗粒。由于银纳米颗粒嵌在非晶碳骨架材料中，非晶碳骨架材料对银纳米颗粒的膨胀起到缓冲作用，有效保证银碳复合材料的结构稳定性；另外，银碳复合材料中银纳米颗粒的存在，可以降低金属锂沉积的成核能，促使金属锂发生均匀沉积；银碳复合材料制备的锂‑银碳复合负极具有三维骨架结构，可以为金属锂沉积提供预留空间，以缓解锂‑银碳复合负极的体积膨胀和结构塌陷，进而实现电极结构稳定，有利于制备长寿命的循环电极。CN115602841ACN115602841A权利要求书1/1页1.一种银碳复合材料，其特征在于，所述银碳复合材料具有由非晶碳质材料和多个银纳米颗粒组成的平面或弯曲的层状结构，所述层状结构的厚度为10nm‑600nm，其中，所述非晶碳质材料形成连续的非晶碳骨架结构，构成所述层状结构的主体，所述银纳米颗粒的尺寸范围为5nm‑200nm，分散性地镶嵌在所述非晶碳骨架中。2.根据权利要求1所述的银碳复合材料，其特征在于，所述银纳米颗粒包括镶嵌在所述非晶碳骨架表面上的颗粒和镶嵌在所述非晶碳骨架内部中的颗粒。3.一种制备如权利要求1或2所述的银碳复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、采用有机粘结剂、填料、交联剂和溶剂形成基体材料；步骤2、将银纳米颗粒分散到步骤1得到的基体材料中；步骤3、在惰性气氛保护下，将步骤2获得的材料在300℃‑1200℃范围内的温度进行加热，在冷却后得到银碳复合材料。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述粘结剂选自由聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚丁烯苯乙烯、聚苯乙烯、聚羧基纤维素、氰基丙烯酸酯、环糊精、环醚衍生物、聚氨酯、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、醋酸乙烯基聚合物、聚酰亚胺、有机氟聚合物、有机硅氧烷、聚乙二醇、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、甘油、羟苯乙酯及其衍生物组成的组；所述填料选自由塑料微粒子(PP、PET、PS)、碳酸钙、含水硅酸镁、云母、水合二氧化硅、二氧化硅、苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙、脱氢乙酸盐、碳纳米管组成的组；所述交联剂选自由丙烯酸键合烯丙基蔗糖或季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物、过氧化苯甲酰、二亚乙基三胺、水合硼酸钠、纤维素衍生物、异噻唑啉酮组成的组；所述溶剂选自由水、四氯乙烯、甲苯、松节油、丙酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯、戊烷、正己烷、环己烷、辛烷、柠檬精、酒精、二甲苯、甲苯环己酮、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、甲基丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚、乙二胺组成的组。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的粘结剂、填料、交联剂和溶剂的质量比为(4‑15份)：(10‑30份)：(0.01‑20份)：(40‑80份)。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3中的加热进行2‑24小时。7.一种锂‑银碳复合电极材料，其特征在于，所述锂‑银碳复合电极材料包括如权利要求1或2中所述的银碳复合材料和复合在所述银碳复合材料上的金属锂。8.根据权利要求7所述的锂‑银碳复合电极材料，其特征在于，所述锂‑银碳复合电极材料通过将所述银碳复合材料浸渍于熔融锂中或将锂电沉积到所述银碳复合材料上而得到。9.一种储能装置，其特征在于，所述储能装置包括如权利要求7或8中所述的锂‑银碳复合电极材料作为负极。10.根据权利要求9所述的储能装置，其特征在于，所述储能装置包括锂离子电池、准固态电池、全固态电池、锂硫电池、锂氧电池、锂‑二氧化碳电池、锂碲电池、钠离子电池、钠硫电池、钠二氧化碳电池、超级电容器、燃料电池。2CN115602841A说明书1/5页银碳复合材料及其制备方法、锂‑银碳复合电极材料和储能装置技术领域[0001]本发明属于新材料技术领域，尤其涉及一种银碳复合材料及其制备方法和应