[發(fā)明專利]錫碳復合納米纖維薄膜負極材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910089077.X | 申請日： | 2009-08-03 |
| 公開（公告）號： | CN101626075A | 公開（公告）日： | 2010-01-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 于運花;楊青;楊小平 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京化工大學 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/04 |
| 代理公司： | 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 劉 萍 |
| 地址： | 100029北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 復合 納米 纖維 薄膜 負極 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種鋰離子電池負極用錫/碳納米纖維復合薄膜材料，其特征在于：
采用碳基納米纖維作為鋰離子電池負極復合薄膜材料的載體；
采用金屬錫納米顆粒作為鋰離子電池負極復合材料的摻雜劑，錫基摻雜劑的含量占復合薄膜材料的10-30wt％；薄膜材料的厚度為4-50μm；
碳基納米纖維相互穿插交織，形成網(wǎng)格空隙；錫基摻雜劑納米顆粒均勻地包覆于碳基納米纖維中，或者均勻分散和鑲嵌在碳基納米纖維上或者碳基納米纖維的網(wǎng)格空隙中；其中，錫基摻雜劑納米顆粒的直徑為10-150nm，碳基納米纖維的直徑為200-500nm，網(wǎng)格空隙的直徑為0.5-5μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負極用錫/碳納米纖維復合薄膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)將錫前驅(qū)體溶液與碳納米纖維的前驅(qū)體聚合物溶液配成均一的紡絲液；
(2)用靜電紡絲法制得錫的前驅(qū)體/聚合物納米纖維膜；所述的靜電紡絲工藝參數(shù)為：紡絲液中，聚合物的質(zhì)量濃度為7～13wt％，錫前驅(qū)體的摩爾濃度為0.2～2mol/L，注射器針頭內(nèi)徑為0.7～1.1mm，施加的靜電電壓為14～17kV，紡絲液流量為0.3～0.4mL/h，接收距離為15～25cm，采用單針或多針頭紡絲；
(3)在保護氣體氣氛下于700～1000℃進行碳化，最后降溫冷卻至室溫，其中，升溫速度為1～10℃/min，降溫速度為5℃/min，碳化時間為1～6小時，得到一種鋰離子電池負極用錫/碳納米纖維復合薄膜材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述的錫前驅(qū)體為四氯化錫、二氯化亞錫、2-乙基己酸錫鹽、2-乙基己基酯二甲基錫、順丁烯二酸二丁基錫，二丁基二月桂酸錫、二丁基單丁酯雙馬來酸錫、二順丁烯二酸單乙酯二辛基錫，或二順丁烯二酸單異辛酯二辛基錫一種或多種，相應的溶劑包括乙二醇、無水乙酸、乙醇、丙酮的一種或多種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的的制備方法，其特征在于：所述的制備碳基納米纖維的聚合物為聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇縮丁醛一種或二種組合；相應的溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基-2-吡咯烷二酮，丙烯碳酸酯，乙酸乙烯酯，丁烯碳酸酯，二甲基碳酸酯，γ-丁內(nèi)酯中的一種或多種組合。?
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池負極用錫/碳納米纖維復合薄膜材料的制備方法，其特征在于：當選用聚丙烯腈作為碳納米纖維的前驅(qū)體聚合物，需要在碳化之前在220～270℃進行空氣中預氧化3-4h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負極用錫/碳納米纖維復合薄膜材料的應用，其特征在于具體步驟如下：把制得的錫/碳納米纖維復合薄膜材料裁成直徑為10-20cm的薄膜圓片，將之放于兩層泡沫鎳片中間后加壓壓緊，其中，薄膜厚度為4-50μm，加壓壓力為10-20MPa/cm2，最后在80-100℃真空烘箱烘干12h后即可。?
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