[发明专利]锂离子电池负极的制备方法、负极及锂离子电池

权利要求书

1.一种锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将多孔硅材料与碳源分散于溶剂中混合，然后涂覆于集流体上，并在惰性气体氛围中升温热解，即得到锂离子电池负极。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述多孔硅材料的粒径为50nm～500nm，孔径为1nm～200nm，比表面积为100m²/g～280m²/g。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述多孔硅材料与所述碳源的质量比为1∶0.01～1.2，优选质量比为1∶0.5～1.2。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述碳源为选自由聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚乙二醇、瓜尔胶、聚甲基丙烯酸甲酯、羟丙基纤维素和聚氧化乙烯所组成组中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述溶剂为选自由N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、去离子水、无水乙醇、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜所组成组中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述热解的温度为300℃～1000℃，热解的时间为0.5h～12h，优选热解温度300℃～800℃，热解时间0.5h～5h，更优选热解温度300℃～600℃，热解时间0.5h～3h。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述集流体为铜箔、镍箔、碳布、不锈钢网或钛箔。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述多孔硅材料的制备方法包括以下步骤：

将二氧化硅与金属还原剂、熔盐混合，在惰性气体保护下，升温反应，反应完成且冷却后用酸浸泡，即得到所述多孔硅材料。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅、金属还原剂、熔盐的质量比为1∶0.1～5∶1～30，优选为1∶0.2～2∶5～20。

10.根据权利要8所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述多孔硅材料的制备过程中反应温度为200℃～1000℃，反应时间为0.5h～12h；优选反应温度650℃～750℃，反应时间1h～7h。

11.根据权利要求8所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述酸浸泡的操作具体为：先加入浓度为0.1mol/L～5mol/L的盐酸或硫酸去除杂质，再加入0.3wt.％～5wt.％的氢氟酸去除未反应完的二氧化硅。

12.根据权利要求8所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述金属还原剂为选自由锂、钠、钾、镁和铝所组成组中的至少一种。

13.根据权利要求8所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述熔盐选自金属卤化物，优选氯化钠和/或氯化钾。

14.根据权利要求8所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅的制备方法包括以下步骤：

将硅酸烷基酯与无水乙醇混合后，加入氨水，调节pH值为8～11，反应得到二氧化硅。

15.根据权利要求14所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述硅酸烷基酯为正硅酸乙酯，所述正硅酸乙酯与所述无水乙醇的体积比为1～10∶20～200，优选为1～5∶20～100。