[發明專利]AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料、其制備及采用其的鋰離子電池

在審

• 申請號: 202010415558.1
• 申請日: 2020-05-16
• 公開（公告）號: CN111564616A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 魏劍;秦蔥敏;龐欣;喬師帥;陳甜甜;張雪萍;姜超;張昊
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 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: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料，其特征在于，包括內核和外殼兩部分，內核為銀納米線(AgNWs)，外殼為Si@GO復合體，其中，Si完全包覆于銀納米線上，GO部分包覆于Si層上。

2.根據權利要求1所述AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料，其特征在于，所述銀納米線的質量為負極材料質量的20～30％。

3.根據權利要求1所述AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料，其特征在于，所述外殼中Si、GO的質量比為1:1，所述外殼厚度為80nm，所述內核的直徑為40～100nm。

4.權利要求1所述AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1)，采用PVP、AgNO₃和FeCl₃·6H₂O通過多元醇法制備銀納米線；

步驟2)，在所得銀納米線表面，通過TEOS水解原理進行二氧化硅層的包覆，得到AgNWs@SiO₂復合材料；

步驟3)，將所得AgNWs@SiO₂復合材料通過鎂熱還原的方法將外殼的二氧化硅層還原為硅，得到AgNWs@Si復合材料；

步驟4)，對所得AgNWs@Si復合材料進行碳層的包覆，得到AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料。

5.根據權利要求1所述AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，銀納米線由以下步驟進行制備：由0.1g PVP-K30和0.2g PVP-1300000構成總質量為0.3g的PVP，全部加至50mL的乙二醇溶液中持續攪拌至完全溶解，然后加入0.2gAgNO₃繼續攪拌至其完全溶解，再加入5-10mL濃度為0.002～0.004g/mL之間的FeCl₃·6H₂O的乙二醇溶液攪拌3min得到混合溶液，之后，將混合溶液倒入200mL三頸瓶中在油浴鍋中160℃反應1.5h，得到銀納米線產物，最后用丙酮、乙醇、去離子水依次進行洗滌后，按銀納米線與乙醇體積比1:5分散在乙醇中得到銀納米線乙醇溶液，備用。

6.根據權利要求1所述AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，將300μL的TEOS和10mL的無水乙醇配制成乙醇溶液，逐滴緩慢加入到步驟1)所得銀納米線乙醇溶液中，并持續攪拌24h。

7.根據權利要求1所述AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中，先將AgNWs@SiO₂復合材料于真空烘箱中80℃干燥6h，之后按質量比AgNWs@SiO₂復合材料:鎂粉＝1:2～1:4的比例，取鎂粉在研缽中借助乙醇充分混合均勻，將混合均勻后的混合物烘干，然后在中溫爐中于H₂體積含量為3％的Ar/H₂混合氣氛下進行鎂熱還原，還原條件為：650℃下保溫4h，升溫速率2℃/min。

8.根據權利要求1所述AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟4)中，將GO和AgNWs@Si復合材料分別超聲分散30min和10min后，得到GO懸浮液和AgNWs@Si復合材料分散體懸浮液，再進行混合處理。

9.根據權利要求8所述AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于，所述混合處理的具體方法是：將GO懸浮液和AgNWs@Si復合材料分散體懸浮液混合，超聲處理5-10min得到復合物懸浮液，然后真空過濾以干燥復合物的表面，并且將獲得的復合物在真空烘箱中在80℃下干燥，最后利用HF蝕刻。

10.一種鋰離子電池，采用權利要求1所述AgNWs@Si@GO鋰離子電池負極材料。