[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負極用柔性復合納米纖維材料及制備方法

有效

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• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106784684B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 高大偉;王麗麗;王春霞;陸振乾;宋曉蕾;賈高鵬
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 許峰

1.一種鋰離子電池負極用柔性復合納米纖維材料，其特征在于，所述的復合納米纖維材料包括皮層（1）和芯層（2），皮層（1）包覆在芯層（2）的外表面，皮層（1）由碳和石墨烯構成；芯層（2）為空心層，芯層（2）中設有中空納米球顆粒（3），所述納米球顆粒（3）由錫制成。

2.按照權利要求1所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米纖維材料，其特征在于，所述的中空納米球顆粒（3）與皮層（1）的內(nèi)表面連接。

3.一種權利要求1所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米纖維材料的制備方法，其特征在于，該方法包括：

步驟10）將石墨烯和聚丙烯腈分散在N,N-二甲基甲酰胺溶液或N,N-二甲基乙酰胺溶液中，制得皮層靜電紡絲液；

將聚乙烯吡咯烷酮和鎳鹽分散于N,N-二甲基甲酰胺溶液或N,N-二甲基乙酰胺溶液中，制得芯層靜電紡絲液；

步驟20）將步驟10）制備的皮層靜電紡絲液和芯層靜電紡絲液，采用同軸靜電紡絲法，皮層靜電紡絲液位于芯層靜電紡絲液外側，紡制納米纖維膜；

步驟30）將步驟20）制得的納米纖維膜置于管式爐中，以1~2℃/min升溫至250~280℃保持1~3h，5~10℃/min升溫至600~800℃保持1~4h，得到核殼結構的碳、石墨烯、鎳復合納米纖維；

步驟40）將步驟30）制備的碳、石墨烯、鎳復合納米纖維置于摩爾濃度為20~100mmol/L、溫度為25~90℃的錫鹽溶液中，保持2~12h，得到碳、石墨烯、錫復合納米纖維。

4.按照權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟10）中，制得的皮層靜電紡絲液中，聚丙烯腈的質(zhì)量分數(shù)為6~12%；石墨烯和聚丙烯腈的質(zhì)量比為0.2~2:100。

5.按照權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟10）中，制得的芯層靜電紡絲液中，聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量分數(shù)為6~10%；聚乙烯吡咯烷酮和鎳鹽的質(zhì)量比為1: 1~10。

6.按照權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的鎳鹽為氯化鎳、硫酸鎳或者乙酸鎳。

7.按照權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟20）中，靜電紡絲過程中：電壓為10~30 kV，紡絲液流速為0.5~3.0 mL/h，噴絲頭和接收裝置之間的距離：10~40 cm，噴涂時間為15~60min。

8.按照權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟30）中，碳、石墨烯、鎳復合納米纖維中，皮層由碳和石墨烯構成，芯層為空心層，芯層中含有由鎳構成的實心球體顆粒。

9.按照權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟40）中，錫鹽溶液的制備過程為：將氯化亞錫、硫酸亞錫或乙酸亞錫中的一種或兩種溶于水或乙醇溶液中，制成錫鹽溶液。