[发明专利]锂离子动力电池复合型负极材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锂离子动力电池复合型负极材料的制备方法，包括以下步骤：S1，提供一碳纳米管阵列骨架，其中，所述碳纳米管阵列骨架包括多个沿同一方向紧密排列的碳纳米管以及连接于相邻碳纳米管之间的碳连接层；S2，按照摩尔质量比1:0.5:0.5～0.8加入SnCl₂、SbCl₃、柠檬酸钠溶解于水中形成反应溶液，其中，所述反应溶液中Sn的浓度为0.01～0.04mol/L；S3，使所述反应溶液浸润所述碳纳米管阵列骨架，并在浸润的碳纳米管骨架上滴加KBH₄的碱性溶液，使SnSb纳米合金沉积于所述碳纳米管阵列骨架内部及表面，重复步骤S3多次。

技术领域

本发明涉及一种锂离子动力电池复合型负极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有比能量高、无记忆效应、环境友好等优异性能，已经广泛应用于动力电池领域。石墨材料具有较好的循环稳定性能，但是其容量较低，石墨的理论容量为372mAh/g。新一代锂离子电池对电极材料的容量和循环稳定性能提出了更高的要求。利用金属Sn和金属Sb等与锂的合金化反应可获得较大的嵌锂容量，与碳质材料相比，这些金属Sn和金属Sb 材料除了具有更高的比容量，同时具有较高的电化学脱嵌锂电位平台，有益于提高锂离子电池的安全性。但是由于金属Sn或Sb与锂合金化过程中体积变化非常大，容易引起充放电过程中活性物质的粉化和剥落，使其容量快速衰减。

发明内容

本发明提供了一种锂离子动力电池复合型负极材料及其制备，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种锂离子动力电池复合型负极材料的制备方法，包括以下步骤 ：

S1，提供一碳纳米管阵列骨架，其中，所述碳纳米管阵列骨架包括多个沿同一方向紧密排列的碳纳米管以及连接于相邻碳纳米管之间的碳连接层；

S2，按照摩尔质量比1:0.5:0.5～0.8加入SnCl₂、SbCl₃、柠檬酸钠溶解于水中形成反应溶液，其中，所述反应溶液中Sn的浓度为0.01～0.04mol/L；

S3，使所述反应溶液浸润所述碳纳米管阵列骨架，并在浸润的碳纳米管骨架上滴加KBH₄的碱性溶液，使SnSb纳米合金沉积于所述碳纳米管阵列骨架内部及表面，重复步骤S3多次。

本发明还进一步提供一种通过上述方法获得的锂离子动力电池复合型负极材料。

本发明的有益效果是：本发明提供的碳纳米管阵列骨架，通过将相邻的碳纳米管之间通过碳连接层固定其骨架，使纳米硅材料分散于所述碳纳米管阵列骨架中相邻的碳纳米管之间形成的孔道内，抑制了SnSb纳米合金的膨胀，降低其膨胀率，从而从根本上解决SnSb纳米合金的粉化问题及循环寿命差的问题。另外，由于碳纳米管沿其径向方向具有良好的导电性能，故，还可以提高负极材料整体的导电性。此外，本发明还具有制备工艺简单等特性，易于工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的锂离子动力电池复合型负极材料的制备方法的流程图。

图2是本发明实施例提供的锂离子动力电池复合型负极材料的制备方法中使用的反应炉的结构示意图。

具体实施方式