[发明专利]制备碳纳米管/SiC/纳米Si复合材料的方法、该复合材料及锂离子电池在审
| 申请号： | 201611217641.8 | 申请日： | 2016-12-26 |
| 公开（公告）号： | CN106784695A | 公开（公告）日： | 2017-05-31 |
| 发明（设计）人： | 齐小鹏;杨娟玉;卢世刚;王宁;史碧梦 | 申请（专利权）人： | 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 |
| 主分类号： | H01M4/36 | 分类号： | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 北京华沛德权律师事务所11302 | 代理人： | 杜亚静 |
| 地址： | 101407 北京市怀*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 制备 纳米 sic si 复合材料 方法 锂离子电池 | ||
1.一种制备碳纳米管/SiC/纳米Si复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将碳纳米管和SiO2进行混合，制成碳纳米管/SiO2多孔极片；
在熔盐中电解还原碳纳米管/SiO2多孔极片中的SiO2制备出碳纳米管/SiC/纳米Si复合材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将碳纳米管和SiO2进行混合，制成碳纳米管/SiO2多孔极片包括以下步骤：
在搅拌机料罐中加入一定量的水，将碳纳米管粉体或含有碳纳米管的水性分散液倒入搅拌机料罐中，搅拌使碳纳米管在水溶液中分散均匀；
在料罐中加入SiO2粉体材料，搅拌使碳纳米管与SiO2分散均匀，得到碳纳米管/SiO2/水的泥状混合物；
将得到的碳纳米管/SiO2/水的泥状混合物烘干水分、粉碎后压制成型为碳纳米管/SiO2多孔块体材料；
将所述碳纳米管/SiO2多孔块体材料进一步切割为设定尺寸的碳纳米管/SiO2多孔极片。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在熔盐中电解还原碳纳米管/SiO2多孔极片中的SiO2制备出碳纳米管/SiC/纳米Si复合材料包括以下步骤：
以所述碳纳米管/SiO2多孔极片作为阴极，以石墨板作为阳极，以CaCl2熔盐作为电解液，通过在所述阴极和阳极之间施加恒定电流，将碳纳米管/SiO2多孔阴极中的SiO2电解还原为纳米Si，在此过程中一步部分纳米Si与碳纳米管反应形成SiC；
将所述阴极从CaCl2熔盐中取出，搅拌分散于水溶液中，用水抽滤洗涤，在真空烘箱烘干水分后得到碳纳米管/SiC/纳米Si复合材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管为单壁或多壁碳纳米管，管径的取值范围为5～30nm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SiO2粉体为纳米颗粒粉体，粒径的取值范围为5～100nm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管与SiO2的质量比的取值范围为1∶199～1∶4。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔极片的厚度的取值范围为2～10mm。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述CaCl2熔盐的温度的取值范围为850～900℃；
作为优选，所述的施加恒定电流的电流密度的取值范围为100～1000A/m2。
9.一种碳纳米管/SiC/纳米Si复合材料，其特征在于，通过权利要求1～9中任一所述的方法制备得到。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的负极材料是经过权利要求1～8中任一所述的方法制备得到的碳纳米管/SiC/纳米Si复合材料。
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