[發明專利]鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410134552.1
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103855376A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 李明齊;谷景維;馮小芳
• 申請（專利權）人: 西華師范大學
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/62
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 柯海軍;武森濤

1.鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料的制備方法，其特征在于，以含碳載體和硅氧烷材料為原料，以醇和蒸餾水混合溶液作溶劑，表面活性劑為模板，堿液為催化劑，通過自組裝和熱處理得到鋰離子電池用復合材料；其中，含碳載體與硅氧烷材料的重量比為1︰1-20。

2.鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟如下：

a、將含碳載體分散在含有表面活性劑的醇/水混合液中；

b、依次加入催化劑和硅氧烷材料，在10-80℃下攪拌1-48h，得到灰色或淺黑色的沉淀；

c、沉淀經過濾、干燥，再于500-1300℃下熱處理0.5-10h，冷卻至室溫即可；

其中，含碳載體與硅氧烷材料的重量比為1︰1-20。

3.根據權利要求2所述的鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟b之后還包括步驟b1：將沉淀分散在溶解有聚丙烯腈(PAN)的溶劑中，然后加入去離子水，使PAN沉積于含碳載體表面；其中所述溶劑為N,N二甲基吡咯烷酮（NMP）或四氫呋喃。

4.根據權利要求1-3任一項所述的鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述硅氧烷材料通式為：R¹_nSi（OR²）_4-n，其中R¹、R²為烷基，0≤n≤2；優選為(C₂H₅O)₃SiC₂H₅、(C₂H₅O)₄Si、(C₂H₅O)₃SiC₂H₄或(C₂H₅O)₃SiCH₂C₆H₆。

5.根據權利要求1-4任一項所述的鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述b步驟中，在室溫下攪拌8-20h；所述c步驟中，于800-1000℃處理2-4h；所述含碳載體與硅氧烷材料的重量比為1︰6-10。

6.根據權利要求1-5任一項所述的鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述含碳載體為碳納米管、石墨烯、石墨粉、活性碳、多孔碳、碳纖維、聚苯胺或聚吡咯中的至少一種；優選為碳納米管、石墨烯。

7.根據權利要求6所述的鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述碳納米管的管外徑為10-50nm，優選為15-30nm，更優選為10-20nm。

8.根據權利要求1-7任一項所述的鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述催化劑為氨水、氨基酸或NaOH；所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨或聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物。

9.根據權利要求2-8任一項所述的鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述b步驟中，在室溫下攪拌8-20h；c步驟中，于800-1200℃下熱處理2-5h；c步驟中升溫速率為2-15K?min^-1，氣體流速為20-100mL?min^-1。

10.一種鋰電池用層狀結構的SiOx雙功能復合負極材料，其特征在于，其采用權利要求1-9任一項所述的制備方法制得。