[发明专利]一种锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）用偶联剂浸透纳米硅粉，加入聚合物A和纺丝溶剂，待聚合物A完全溶解后超声分散1~5h，制得内层前驱体乳浊液；将聚合物B溶解于纺丝溶剂中，制得外层前驱体乳浊液；通过同轴静电纺丝技术将内层前驱体乳浊液和外层前驱体乳浊液制成同轴纤维丝，再将所述同轴纤维丝加热除溶剂得到包覆前驱体；

2）将步骤1）得到的包覆前驱体进行载荷冷冻干燥、载荷热压和载荷热处理后得到纳米硅/聚合物A/聚合物B复合纤维；

3）将步骤2）制备的纳米硅/聚合物A/聚合物B复合纤维，在惰性气体保护下，进行碳化处理后，研磨并用多孔筛300~400目过筛，得到锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料。

2.根据权利要求1所述锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述纺丝溶剂为水、N，N-二甲基甲酰胺、丙酮、三氯化碳、N，N-二甲基乙酰胺或四氢呋喃，所述偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲基溴化铵、乙二醇、γ―（2, 3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷或聚乙烯吡咯烷酮。

3.根据权利要求1所述锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物A为聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇或聚丙烯腈；聚合物B为聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇或聚丙烯腈。

4.根据权利要求1所述锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述纳米硅粉和聚合物A的质量比为1:20~1:4。

5.根据权利要求1所述锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述内层前驱体乳浊液中纤维聚合A的浓度为8%~15%，所述外层前驱体乳浊液中纤维聚合B的浓度为8%~15%。

6.根据权利要求1所述锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述载荷冷冻干燥是指在-80~-50℃的真空冷冻干燥箱中处理10~12h，载荷量为50~500g。

7.根据权利要求1所述锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述载荷热处理中温度为100~150℃，时间为0.5~2h，载荷量为50~500g。

8.根据权利要求1所述锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述载荷热压中温度为130~140℃，时间为0.5~1h，载荷量为0.5~4kg。

9.根据权利要求1所述锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳化处理分一次碳化处理和二次碳化处理两个阶段，所述一次碳化处理是以2~5 K/min升温至200~500℃烧结1~12h后，再以1~3K/min升温至600~800℃烧结1~12h，冷却至室温；所述二次碳化处理是以4~6 K/min升温至700~900℃烧结1~12h，冷却至室温。

10.一种锂离子电池，包括负极材料，其特征在于，所述负极材料采用权利要求1~9任一项所述的锂离子电池用纳米硅碳复合负极材料制备方法制备得到。