[发明专利]一种用于锂电池的负极材料的制备工艺

说明书

本发明属于动力电池技术领域，具体公开了一种用于锂电池的负极材料的制备工艺,其步骤如下：1）将纳米硅、镁粉以及锑粉混合，置于惰性气氛中预烧，得前驱体1；2）将对苯二硼酸分散于溶剂中,加入甲磺酸搅拌均匀，然后置于真空环境下反应，用水洗涤、喷雾干燥，得前驱体2；3）、将前驱体1和前驱体2在溶剂中混合并加入碳源水热反应，干燥，高温煅烧，得电池负极材料。采用本发明公开的方法制备得到的电池负极材料实际应用时可以有效提升电池的比容量和循环性能。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种用于锂电池的负极材料的制备工艺。

背景技术

锂离子电池由于具有能量比高、质量轻、额定电压高、自放电率低等优点而被学术界和产业界广泛研究和应用。电池的能量密度主要取决于电极材料，而硅负极具有高的能量密度、丰富的自然资源，是十分理想的下一代锂离子电池负极材料，进而成为该领域研究热点。但是硅负极材料本身存在电导率低和体积膨胀的问题，这些问题会严重影响电池的容量和使用寿命，因而限制了硅负极材料的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺容易控制、可有效提高电池循环性能用于锂电池的负极材料的制备工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于锂电池的负极材料的制备工艺,其步骤如下：

1）、按照10:0.1-1:0.1-1的摩尔比将纳米硅、镁粉以及锑粉混合，置于惰性气氛中预烧，得前驱体1；

2）、将对苯二硼酸分散于100-200倍质量的、浓度为80%-85%的乙醇溶剂中,加入甲磺酸搅拌均匀，然后置于200-300℃的真空环境下反应10-20h，用水洗涤、喷雾干燥，得前驱体2，所述对苯二硼酸与甲磺酸的摩尔比为1:0.05-0.1；

3）、将前驱体1和前驱体2在溶剂中混合并加入碳源，置于350-450℃下水热反应10-20h，干燥，高温煅烧，得电池负极材料，所述前驱体1、前驱体2为、碳源的质量比10:0.1-2:0.5-2。

本发明制备的电池负极是采用镁粉和锑粉掺杂硅，同时采用对苯二硼酸聚合来包覆硅碳材料，进而提升负极材料的导电性和结构稳定性，使其作为电池材料可以有效提升电池的比容量和循环性能，使用安全性高。

优选的，所述步骤1）是将混合物置于400-500℃的氩气环境中预烧1-2h。

优选的，所述步骤2）中的溶剂为丙酮或N-甲基吡咯烷酮。

所述步骤3）中的碳源为蔗糖、葡萄糖、壳聚糖、沥青中的一种。

优选的，所述步骤3）是将水热产物置于50-80℃的鼓风箱中干燥2-3h。

优选的，所述步骤3）是将干燥物先置于200-300℃中预烧结1-2h，然后在再升温至1200-1300℃高温烧结6-10h。经试验验证，在此条件下高温烧结得到的负极材料用于电池制作，使得电池的循环性更佳。

具体实施方式

以下通过实施例1-6及对比例1-2对本发明公开的技术方案作进一步的说明。

实施例1：

1）、按照10:0.5:0.5的摩尔比将纳米硅、镁粉以及锑粉混合，置于450℃的氩气环境中预烧1.5，得前驱体1；

2）、将对苯二硼酸分散于150倍质量的、浓度为85%的乙醇溶剂中,加入甲磺酸搅拌均匀，然后置于150℃的真空环境下反应15h，用水洗涤、喷雾干燥，得前驱体2，所述对苯二硼酸与甲磺酸的摩尔比为1:0.1；