[發明專利]一種新材料碳納米管硅碳材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010918560.0
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111977637A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 鄭川田
• 申請（專利權）人: 鄭川田
• 主分類號: C01B32/168
• 分類號: C01B32/168
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種新材料碳納米管硅碳材料及其制備方法，碳納米管水性漿料50～80份；硅碳復合材料50～80份；活性劑10～30份；粘連劑30～60份；分散劑5～10份；二氯亞砜6～12份；濃硝酸10～20份。通過碳納米管、分散劑和去離子水，選擇長度為100?200μm的碳納米管作為原材料，使碳納米管在水性漿料中能夠構建完善的網狀結構，進一步形成優異的長程導電網絡，能夠提高電子運輸效率，進一步完善碳納米管水性漿料的導電性能；先將所述碳納米管加入到去離子水中，并進行第一次間歇分散；再加入分散劑，進行第二次間歇分散，從而得到碳納米管水性材料。進行分散處理能夠確保所述碳納米管在水性漿料中保持較長的長度，不容易被破壞。

技術領域

本發明涉及碳納米管技術領域，具體為一種新材料碳納米管硅碳材料及其制備方法。

背景技術

碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結構連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應用前景也不斷地展現出來，碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結構的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構成數層到數十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為2～20nm。并且根據碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種。

根據公開號CN201410761006.0的碳納米管陣列的制備方法和碳納米管膜的制備方法，包括以下步驟：S1，提供一代替基底及多個碳納米管陣列，該多個碳納米管陣列分別設置在多個生長基底的表面，該碳納米管陣列靠近該生長基底的表面為第一表面，遠離該生長基底的表面為第二表面，該碳納米管陣列的形態能夠使得碳納米管膜從該碳納米管陣列中連續地拉出；S2，將該多個碳納米管陣列的第二表面設置在該代替基底的同一表面，并使該代替基底與該多個碳納米管陣列的第二表面之間具有液態介質；S3，使位于該代替基底與該多個碳納米管陣列的第二表面之間的液態介質固化變為固態介質；S4，通過移動該代替基底與該多個生長基底中的至少一方，使該代替基底與該多個生長基底相遠離，從而使該多個碳納米管陣列與該多個生長基底分離，并轉移至該代替基底；S5，通過升溫使該代替基底與該多個碳納米管陣列的第二表面之間再次形成一液態介質；S6，將該多個碳納米管陣列在該代替基底表面滑動，使該多個碳納米管陣列的側面相互接觸，通過范德華力結合，形成一拼接陣列，該拼接陣列的形態能夠使得碳納米管膜從該拼接陣列的中連續地拉出，該碳納米管通過將多個碳納米管陣列在保持該碳納米管陣列仍具有拉膜性能的條件下相互拼接，形成面積較大的陣列，再從該拼接后的陣列中拉取寬度較寬或長度較長的碳納米管膜，避免了對碳納米管膜進行直接操作引起的破壞，但該碳納米管在鋰離子電池的負極材料中添加碳，作為基質材料與硅一同使用，但是由于所添加的碳材料長度較小，不利于在硅碳負極中形成良好的導電網絡。碳納米管因其較大的長徑比有望應用于負極材料中，但較長的碳納米管不易分散均勻在基質中而不被廣泛使用，無法工業化進行生產。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種新材料碳納米管硅碳材料及其制備方法，由以下具體技術手段所達成：

一種新材料碳納米管硅碳材料，其配方重量比為：碳納米管水性漿料50～80份；硅碳復合材料50～80份；活性劑10～30份；粘連劑30～60份；分散劑5～10份；二氯亞砜6～12份；濃硝酸10～20份；有機溶劑5～15份；去離子水40～70份。

優選的，所述活性劑為表面活性劑，所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨、十二烷基磺酸鈉。

優選的，所述粘結劑選自丁苯橡膠、聚丙烯酰胺、聚酰胺環氧氯丙烷、聚四氟乙烯。

優選的，所述分散劑選自為纖維素衍生物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉、溴化十六烷基三甲銨中的一種或多種。

根據一種新材料碳納米管硅碳材料，現提出一種新材料碳納米管硅碳材料的制備方法，包括以下步驟：