[发明专利]锂离子电池硅碳-碳纳米管复合微球负极材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池硅碳-碳纳米管复合微球负极材料的制备方法，其特征在于所述硅碳-碳纳米管复合微球负极材料由多孔纳米硅、碳纳米管和无定型碳三种材料通过特定的分布方式组合而成，多孔纳米硅表面包覆碳层，碳包覆的多孔纳米硅组装成微米级的球形多孔硅，碳纳米管贯穿、交织的分布在微球内部及表面；所述多孔为微孔和介孔，所述硅碳-碳纳米管复合微球负极材料为粒度为1～50μm的微米球；具体制备步骤包括：

(1)亲水SiO₂的合成：按照水与乙醇的体积比1：8配置乙醇溶液，然后加入氨水和正硅酸四乙酯，搅拌一定时间后即得到200～400nm的亲水SiO₂；

(2)SiO₂-碳纳米管复合微球制备：按照二氧化硅：水：油比例0.2～0.5g：5～10mL：30～40mL，将步骤(1)中的亲水SiO₂加入去离子水中，再加入亲水SiO₂质量的1～20％的亲水碳纳米管，搅拌分散，得到分散液；将上述分散液滴加到含乳化剂的十八烯油相中，高速搅拌2～3min，98～100℃保温2.5-3.5h，得到球心的SiO₂-碳纳米管复合微球；

(3)硅-碳纳米管复合微球制备：将步骤(2)得到SiO₂-碳纳米管复合微球与氯化钾按照质量比1:21～30混合，再加入SiO₂质量50％～100％的镁粉，研磨混合，在氢氩混合气保护下，升温到600～800℃，保温1～5h，冷却后用酸清洗，干燥，得到硅-碳纳米管复合多孔微球；

(4)碳包覆硅-碳纳米管复合微球制备：将步骤(3)中制备的样品分散在缓冲液中，然后加入样品质量20％～100％的盐酸多巴胺，在室温下搅拌一定时间后离心干燥，将干燥后的产物置于管式炉中，在惰性气氛下以一定升温速率升温至400～1000℃，恒温1～10h，冷却至室温即得到碳包覆的硅碳-碳纳米管复合微球负极材料。

2.根据权利要求1中所述锂离子电池硅碳-碳纳米管复合微球负极材料的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中的一定时间为2～10h。

3.根据权利要求1中所述锂离子电池硅碳-碳纳米管复合微球负极材料的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中的油为十八烯；所述亲水碳纳米管为羟基，羧基，氨基化碳纳米管中的一种或多种；所述乳化剂为Hypermer2296，Hypermer2524，Hypermer1031，Hypermer B-210，Hypermer2234中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1中所述锂离子电池硅碳-碳纳米管复合微球负极材料的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中的酸为盐酸，氢氟酸中的一种或两种搭配使用。

5.根据权利要求1中所述锂离子电池硅碳-碳纳米管复合微球负极材料的制备方法，其特征在于所述步骤(4)中的缓冲液为Tris-base配置的pH为8的溶液；所述搅拌一定时间为1～24h；所述惰性气氛为氮气、氩气、氦气。

6.根据权利要求5中所述一种锂离子电池硅碳-碳纳米管复合微球负极材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌一定时间为5～20h。