[發明專利]中空負極材料、其制備方法及含有其的鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011205933.6
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112510173A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 姚曼;洪偉峰;趙微;張正;李海軍;蔡惠群
• 申請（專利權）人: 銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張美月

1.一種中空負極材料的制備方法，其特征在于，所述中空負極材料的制備方法包括：

在惰性氣氛下，使模板劑與第一碳源進行第一次包覆過程，得到碳包覆的模板劑；

使所述碳包覆的模板劑與極性溶劑及正硅酸乙酯進行第二次包覆過程，得到二氧化硅/碳/模板劑復合材料；

在惰性氣氛下，將所述二氧化硅/碳/模板劑復合材料與第二碳源進行還原反應，得到硅/碳/模板劑復合材料；

去除所述硅/碳/模板劑復合材料中的模板劑，得到硅/碳納米管；及

在惰性氣氛下，將所述硅/碳納米管與第三碳源進行第三次包覆過程，得到碳/硅/碳納米管，即所述中空負極材料。

2.根據權利要求1所述的中空負極材料的制備方法，其特征在于，所述模板劑選自二氧化鈦納米線和/或氧化鋅納米線。

3.根據權利要求1或2所述的中空負極材料的制備方法，其特征在于，所述第一次包覆過程中，所述模板劑與所述第一碳源的重量比為1:(0.09～0.55)，所述第一次包覆過程的溫度為600～800℃，保溫時間為1～4h。

4.根據權利要求3所述的中空負極材料的制備方法，其特征在于，所述第二次包覆過程包括：

將所述碳包覆的模板劑與極性溶劑混合，并加入所述正硅酸乙酯，在氨水的催化作用下使所述正硅酸乙酯水解，得到所述二氧化硅/碳/模板劑復合材料；

優選地，所述極性溶劑選自乙醇和/或乙二醇。

5.根據權利要求4所述的中空負極材料的制備方法，其特征在于，所述第二次包覆過程的溫度為45～55℃，保溫時間為12～48h。

6.根據權利要求4或5所述的中空負極材料的制備方法，其特征在于，所述第三次包覆過程的溫度為500～1200℃，處理時間為2～24h。

7.根據權利要求6所述的中空負極材料的制備方法，其特征在于，所述去除所述硅/碳/模板劑復合材料中的模板劑的步驟包括：將所述硅/碳/模板劑復合材料與氫氟酸反應，以使所述氫氟酸與所述硅/碳/模板劑復合材料中的模板劑反應，得到所述硅/碳納米管；

優選地，100mg所述硅/碳/模板劑復合材料所需的氫氟酸的用量為25～50mL。

8.根據權利要求1所述的中空負極材料的制備方法，其特征在于，所述第三次包覆過程中，所述硅/碳納米管與第三碳源的重量比為1:(0.15～1.1)，處理溫度為600～800℃，保溫時間為1～4h。

9.根據權利要求1至3中任一項所述的中空負極材料的制備方法，其特征在于，所述第一碳源和所述第三碳源分別獨立地選自聚乙烯醇、多巴胺、葡萄糖、蔗糖和聚乙烯組成的組中的一種或多種；所述第二碳源為碳粉。

10.一種中空負極材料，其特征在于，所述中空負極材料采用權利要求1至9中任一項所述的制備方法制得。

11.一種鋰離子電池，包括負極材料，其特征在于，所述負極材料包括權利要求1至9中任一項所述中空負極材料。