[发明专利]一种新型锂电池负极材料

摘要

本发明涉及一种新型锂电池负极材料技术，属于新材料技术与纳米材料领域。本发明公开了一种新型锂电池负极材料，目的是提供一种纳米硅材料并将其用作锂离子电池负极材料。该方法是在含有氧化剂的氢氟酸溶液中，利用金属颗粒作为催化剂，对硅进行金属催化腐蚀得到纳米硅材料，再经过清洗去除金属颗粒后即可用作锂离子电池负极材料。本发明制备的纳米硅锂离子电池负极材料可逆储锂容量高于目前普遍应用的碳材料的值，循环性能良好，是有良好应用前景的锂离子电池负极材料。

主权项

1、一种新型锂电池负极材料制备技术，其特征在于：所述方法依次按如下步骤进行：1)将硅片依次经过丙酮超声清洗，酒精振荡清洗，去离子水清洗，用沸腾的酸性清洗液(H2SO4∶H2O2＝4∶1(V/V)，硫酸浓度为98％，双氧水浓度为35％)清洗30-60分钟，最后用去离子水漂洗3-5次；2)利用真空热蒸发技术在步骤(1)得到的清洁硅表面沉积20-80nm厚的银(或金)膜，将沉积有的Ag膜的硅片浸入含有HF+H2O2+H2O(也可以利用Fe(NO3)3等氧化剂替换腐蚀液中的H2O2)的密闭容器中，室温-80摄氏度之间处理4-180分钟，随后将得到的样品在浓硝酸溶液里面浸泡至少一个小时去掉硅微纳米结构样品表面残留的银后，即可获得纳米硅锂电池负极材料；3)利用化学镀技术在步骤(1)得到的清洁硅表面沉积20-80nm厚的银(或金)膜，将沉积有的Ag膜的硅片浸入含有HF+H2O2+H2O(也可以利用Fe(NO3)3等氧化剂替换腐蚀液中的H2O2)的密闭容器中，室温-80摄氏度之间处理4-180分钟，随后将得到的样品在浓硝酸溶液里面浸泡至少一个小时去掉硅微纳米结构样品表面残留的银后，即可获得纳米硅锂电池负极材料；4)利用电镀技术在步骤(1)得到的清洁硅表面沉积银(或金)膜，将沉积有的Ag膜的硅片浸入含有HF+H2O2+H2O(也可以利用Fe(NO3)3等氧化剂替换腐蚀液中的H2O2)的密闭容器中，室温-80摄氏度之间处理4-180分钟，随后将得到的样品在浓硝酸溶液里面浸泡至少一个小时去掉硅微纳米结构样品表面残留的银后，即可获得纳米硅锂电池负极材料；5)将步骤(1)得到清洁硅片直接浸泡入氢氟酸和硝酸银的混合溶液中，室温-80摄氏度之间处理4-100分钟，随后将得到的样品在浓硝酸溶液里面浸泡至少一个小时去掉硅微纳米结构样品表面残留的银后，即可获得纳米硅锂电池负极材料；6)利用光刻技术将光刻掩模板上的具有微纳米结构的图形精确地复制在涂有光致抗蚀剂的清洁硅片表面。将曝光后的片子放入显影液中溶解掉不需要的光刻胶，以获得腐蚀时所需要的、有抗蚀剂保护的图形。利用高真空热蒸发技术在有抗蚀剂保护的的硅片表面沉积一层银(或金)膜。随后将得到的硅片浸泡在剥离溶液中，将硅片表面的抗蚀剂及覆盖在其上面的银膜或者金膜去除；7)将步骤(6)得到的硅片浸入含有HF+H2O2+H2O(也可以利用Fe(NO3)3等氧化性物质替换腐蚀液中的H2O2)腐蚀溶液的密闭容器中，25-50摄氏度处理4-150分钟。随后将得到的样品在浓硝酸溶液里面浸泡至少一个小时去掉硅微纳米结构样品表面残留的银后，即可获得纳米硅锂电池负极材料。