[發明專利]一種鋰離子電池負極材料碳包覆中空納米硅管的制備方法

在審

• 申請號: 201810597921.9
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108899484A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 趙云;朱麗麗;張成龍;王輝
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 汪貴艷

1.一種鋰離子電池負極材料碳包覆中空納米硅管的制備方法，其特征在于：步驟如下：

1）海藻酸鈉調控制備氧化鋅納米棒；

2）水解正硅酸乙酯在氧化鋅納米棒的表面包覆上二氧化硅包覆層，得二氧化硅包覆氧化鋅納米棒；

3）用酸將二氧化硅包覆氧化鋅納米棒中的氧化鋅溶解，得中空二氧化硅管；

4）采用化學氣相沉積法在中空二氧化硅管的表面包覆上碳層；

5）利用鎂熱還原法將經步驟4）制備產品中的二氧化硅還原為單晶硅，制得碳包覆中空納米硅管。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟1）中所述的氧化鋅納米棒的制備方法如下：先將0.1-10g醋酸鋅加入到10-100mL去離子水中，攪拌成均勻溶液；將0.1-10g海藻酸鈉溶于10-100mL去離子水中，攪拌成均勻溶液；將海藻酸鈉溶液加入到醋酸鋅溶液中，然后加入0.1-10mL氨水，攪拌均勻后將混合液轉移到水熱釜中進行水熱反應，冷卻至室溫后用去離子水洗滌干燥后得到氧化鋅納米棒。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟2）中所述二氧化硅包覆氧化鋅納米棒的制備方法如下：將0.1-1g氧化鋅納米棒加入到50-500mL乙醇溶液中超聲分散40-80min；然后加入2-20mL氨水，攪拌均勻后逐滴加入2-20mL質量濃度為80%的正硅酸乙酯，再于室溫下攪拌1-10h，用去離子洗滌干燥后制得。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟4）中所述化學氣相沉積法是指將中空二氧化納米硅管放入到儀器中，碳源為乙炔、甲烷中的一種，加熱溫度為600-900℃，沉積時間為1-10h。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟5）中所述鎂熱還原法是將二氧化硅與鎂粉按照質量比為1：0.5-2進行研磨，然后在氬氣氛圍下加熱到600-900℃，恒溫1-10h后冷卻至室溫，最后酸洗后用去離子水洗滌3次，再干燥后得到碳包覆中空納米硅管。

6.根據權利要求2-5任一項所述的制備方法，其特征在于：所述攪拌為磁力攪拌、機械攪拌或玻璃棒攪拌；所述冷卻為自然降溫；所述干燥為鼓風干燥箱、真空干燥箱或馬弗爐干燥。

7.根據權利要求1或5所述的制備方法，其特征在于：所述酸為濃度為5%-20%的鹽酸、硫酸、硝酸中的一種。

8.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述水熱反應的溫度為80-160℃、時間為5-24h。

9.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述乙醇溶液的體積濃度為5%-50%，所述氨水濃度為35%-28%的濃氨水。