[发明专利]一种锂二次电池硅-碳-聚合物复合电极及其制备方法

权利要求书

1.一种锂二次电池硅‒碳‒聚合物复合电极，其特征在于：所述复合电极由硅、碳及环化的导电聚丙烯腈（PAN）构成；其中通过球磨包覆在硅表面的PAN通过Si-N化学键构成化学包覆，通过溶剂包覆在硅碳复合材料表面的环化的PAN具有导电剂和粘结剂的作用；

所述锂二次电池硅‒碳‒聚合物复合电极的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备Si‒PAN的纳米核壳结构

在惰性气氛保护下，将PAN与粉末硅混合均匀，按照一定的比例置于密封的球磨罐中，然后进行球磨得到Si‒PAN的纳米复合材料，该材料具有纳米化核壳结构，其中硅的表面形成了通过以Si-N键与PAN相连接的化学包覆层；

（2）制备Si‒PAN/C的复合材料

将制得的Si‒PAN的纳米复合材料按一定的比例与碳材料混合均匀，分散到溶解了部分PAN的DMF溶剂中搅拌均匀，蒸干二甲基甲酰胺（DMF）溶剂并真空干燥，之后置于管式炉中惰性气氛下加热处理得到最终复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种锂二次电池硅‒碳‒聚合物复合电极，其特征在于：步骤（1）中PAN与硅的质量比范围为0.5:9.5~3:7。

3.根据权利要求1所述的一种锂二次电池硅‒碳‒聚合物复合电极，其特征在于：步骤（1）中球磨的转速为100~500转/分钟。

4.根据权利要求1所述的一种锂二次电池硅‒碳‒聚合物复合电极，其特征在于：步骤（2）中的碳材料为石墨、中间相碳微球（MCMB）、针状焦、树脂炭、生物质炭中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种锂二次电池硅‒碳‒聚合物复合电极，其特征在于：步骤（2）中的Si‒PAN纳米复合材料与碳材料的质量比为0.5:9.5~9:1。

6.根据权利要求1所述的一种锂二次电池硅‒碳‒聚合物复合电极，其特征在于：步骤（2）中真空干燥的温度为60~80℃。

7.根据权利要求1所述的一种锂二次电池硅‒碳‒聚合物复合电极，其特征在于：步骤（2）中置于管式炉中惰性气氛下加热处理的温度为300~900℃。