[發(fā)明專利]Si/C納米線制造方法、Si/C納米線鋰離子電池電極制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011325140.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN112447977A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃婷;曹利;肖榮詩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M4/38;H01M4/134;H01M4/1395;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京睿派知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11597
• 代理人: 劉鋒

1.一種Si/C納米線的制造方法，包括以下步驟：

步驟101，使用激光對(duì)Al-Si合金進(jìn)行表面重熔處理；

步驟102，分離所述Al-Si合金表面的重熔層，使用腐蝕液將所述重熔層脫Al；

步驟103，對(duì)脫Al處理后的重熔層進(jìn)行研磨，獲得Si納米線；

步驟104，高溫下碳化處理所述Si納米線，獲得Si/C納米線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Si/C納米線的制造方法，其特征在于，還包括：

步驟100，在表面重熔處理之前，對(duì)Al-Si合金進(jìn)行預(yù)處理；

所述預(yù)處理方式包括打磨、酸洗或堿洗中的至少一種；

所述酸洗使用的溶液為鹽酸、硫酸、硝酸中的任一種；

所述堿洗使用的溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液中的任一種，溶液濃度為1-20mol/L，預(yù)處理時(shí)間為0.1-2小時(shí)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Si/C納米線的制造方法，其特征在于，所述Al-Si合金中Si元素含量為4wt.％-30wt.％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Si/C納米線的制造方法，其特征在于，所述步驟101中表面重熔處理的激光功率為3000-6000W，激光光斑直徑為0.3-3mm，掃描速度為5-50mm/s，掃描間隔為1-3mm或無搭接，傾斜角為5-20°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Si/C納米線的制造方法，其特征在于，所述步驟102中分離所述重熔層的方式為線切割；所述腐蝕液為鹽酸、硫酸、硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液中的任一種，溶液濃度為1-20mol/L，腐蝕時(shí)間為0.5-12小時(shí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Si/C納米線的制造方法，其特征在于，所述步驟104中的碳化處理使用蔗糖、葡萄糖為碳源，Si：C源的質(zhì)量比為1-2.5，碳化處理溫度為700-900℃，加熱時(shí)間為1-4小時(shí)。

7.一種Si/C納米線鋰離子電池電極的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟201，使用激光對(duì)Al-Si合金進(jìn)行表面重熔處理；

步驟202，分離所述Al-Si合金表面的重熔層，使用腐蝕液將所述重熔層脫Al；

步驟203，對(duì)脫Al處理后的重熔層進(jìn)行研磨，獲得Si納米線；

步驟204，高溫下碳化處理所述Si納米線，獲得Si/C納米線；

步驟205，將所述Si/C納米線與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合，涂覆在銅箔表面，制成Si/C納米線鋰離子電池電極。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種Si/C納米線鋰離子電池電極的制造方法，其特征在于，在所述步驟205中，所述導(dǎo)電劑為Super P，所述粘結(jié)劑由CMC與PAA以質(zhì)量比為0.2-5制備而成；將Si/C納米線與所述導(dǎo)電劑和所述粘接劑混合后，所述Si/C納米線占比為60-95wt.％。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種Si/C納米線鋰離子電池電極的制造方法，其特征在于，

所述Si/C納米線鋰離子電池電極的Si/C納米線尺寸為50-200nm，所述Si/C納米線互相連接，相鄰Si/C納米線間隔為2-300nm；

所述Si/C納米線中碳含量為5-20wt.％。

10.一種鋰離子電池，包括一個(gè)或多個(gè)電極，其特征在于，所述電極中的至少一個(gè)使用權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的一種Si/C納米線鋰離子電池電極的制造方法制造。