[發(fā)明專利]一種螺桿擠出機(jī)制備多孔鋰電池硅碳負(fù)極的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010984775.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN112151769B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶;廖健淞;司文彬;李鈞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孫斌
• 主分類號(hào): H01M4/1395
• 分類號(hào): H01M4/1395;H01M4/04;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y40/00
• 代理公司: 北京同輝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 饒富春

1.一種螺桿擠出機(jī)制備多孔鋰電池硅碳復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯與納米硅粉在四氫呋喃和環(huán)己烷混合溶劑中超聲分散配置為懸濁液，加入正丁基鋰引發(fā)劑，在氬氣保護(hù)下反應(yīng)，形成PS-b-PMMA嵌段聚合物包覆納米硅顆粒，將所述PS-b-PMMA嵌段聚合物包覆納米硅顆粒過濾干燥后加入去離子水，在紫外光照射下緩慢滴加38wt%乙酸溶液，獲得多孔PS膜包覆納米硅顆粒；

(2)將水溶性無機(jī)填料加入去離子水中配置為飽和溶液，將步驟（1）制備的多孔PS膜包覆納米硅顆粒分散于所述飽和溶液中，再升溫至80～100℃，蒸發(fā)除去去離子水，使無機(jī)填料在納米孔中結(jié)晶；

(3)將步驟(2)蒸發(fā)后獲得的產(chǎn)物在真空環(huán)境下800～1000℃高溫碳化4～6h；

(4)將步驟(3)碳化后的產(chǎn)物與碳粉、粘結(jié)劑以及石蠟潤滑劑混合后加入螺桿擠出機(jī)，反復(fù)擠出5～10次后將擠出的粉末置于去離子水中浸泡1～2h后真空干燥3～6h，獲得具有多孔結(jié)構(gòu)的硅碳復(fù)合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺桿擠出機(jī)制備多孔鋰電池硅碳復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟（1）中所述苯乙烯30～50重量份，甲基丙烯酸甲酯40～60重量份，納米硅粉30～50重量份，正丁基鋰5～10重量份，四氫呋喃90～100重量份，環(huán)己烷90～100重量份，去離子水與38wt%乙酸溶液過量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺桿擠出機(jī)制備多孔鋰電池硅碳復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟（1）中所述苯乙烯30～40重量份，甲基丙烯酸甲酯40～50重量份，納米硅粉40～50重量份，正丁基鋰6～8重量份，四氫呋喃95～100重量份，環(huán)己烷90～94重量份。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺桿擠出機(jī)制備多孔鋰電池硅碳復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟（2）中所述水溶性無機(jī)填料為氯化鈉。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺桿擠出機(jī)制備多孔鋰電池硅碳復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟（4）中所述粘結(jié)劑為CMC與SBR按照1:1質(zhì)量比例混合粉末。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺桿擠出機(jī)制備多孔鋰電池硅碳復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟（4）中螺桿擠出機(jī)擠出的溫度為50～80℃，轉(zhuǎn)速為40～100rpm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺桿擠出機(jī)制備多孔鋰電池硅碳復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟(4)中各原料的質(zhì)量份數(shù)為：碳化后產(chǎn)物40-60份，納米無機(jī)填料10～20份，石蠟1～5份，碳粉40～60份，粘結(jié)劑3～5份。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺桿擠出機(jī)制備多孔鋰電池硅碳復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟(4)中所述碳粉的粒度小于100nm。