[发明专利]一种锂离子电池中空Si/C复合负极材料及其制备方法在审
| 申请号： | 201810934858.3 | 申请日： | 2018-08-16 |
| 公开（公告）号： | CN108987724A | 公开（公告）日： | 2018-12-11 |
| 发明（设计）人： | 赵亚;魏日兵;贲晴 | 申请（专利权）人： | 浙江衡远新能源科技有限公司;山东衡远新能源科技有限公司 |
| 主分类号： | H01M4/36 | 分类号： | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 台州市方圆专利事务所(普通合伙) 33107 | 代理人： | 郭斌斌;徐斌斌 |
| 地址： | 321000 浙江省*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 复合负极材料 纳米棒阵列 锂离子电池 中空 制备 氧化锌纳米棒阵列 热处理 体积膨胀 中空状 碳化 惰性气体氛围 射频磁控溅射 倍率性能 表面生长 表面形成 电池性能 硅基材料 还原气氛 碳源分解 循环性能 比容量 集流体 金属箔 锂电池 包覆 衬底 沉积 | ||
1.一种锂离子电池中空Si/C复合负极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、在金属箔集流体的表面衬底负载上氧化锌纳米棒阵列模板；
B、通过射频磁控溅射在氧化锌纳米棒阵列模板的表面生长Si纳米棒阵列，得到负载Si/ZnO复合纳米棒阵列的金属箔集流体；
C、还原气氛下，在400～800℃的条件下进行热处理，除去氧化锌纳米棒阵列模板，得到负载中空状的Si纳米棒阵列的金属箔集流体；
D、在碳源和惰性气体氛围下进行碳化热处理使碳源分解碳化，沉积在中空状的Si纳米棒阵列表面形成包覆，冷却后，得到相应负载中空Si/C复合负极材料。
2.根据权利要求1所述锂离子电池中空Si/C复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤C中所述还原气氛具体为氢气和惰性气体的混合气体。
3.根据权利要求2所述锂离子电池中空Si/C复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述氢气与惰性气体的体积比为1：7.0～10。
4.根据权利要求1所述锂离子电池中空Si/C复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤B中所述射频磁控溅射的条件为：
以高纯硅作为靶材，在室温下，气压为1.5～3.0Pa，射频功率为60～90W，溅射时间持续10～60min。
5.根据权利要求1-4任意一项所述锂离子电池中空Si/C复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤C中所述中空状的Si纳米棒的直径为50～400nm，所述中空状的Si纳米棒的单根长度为0.1μm～1μm。
6.根据权利要求1-4任意一项所述锂离子电池中空Si/C复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤C中所述热处理的温度为650～750℃。
7.根据权利要求1所述锂离子电池中空Si/C复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤D中所述碳源为气态碳源，所述气态碳源为乙炔。
8.根据权利要求1所述锂离子电池中空Si/C复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤D中所述碳化热处理的温度为650～800℃。
9.根据权利要求2所述锂离子电池中空Si/C复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤C和步骤D中所述惰性气体各自独立的选自氮气、氩气、氦气、氖气、氪气和氙气中的一种或几种。
10.一种锂离子电池中空Si/C复合负极材料，其特征在于，该负极材料包括中空状的Si纳米棒，所述中空状的Si纳米棒表面包覆有碳包覆层。
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