[发明专利]一种锂离子电池用多孔碳纳米纤维负极材料及制备方法

摘要

一种锂离子电池用多孔碳纳米纤维负极材料及制备方法，属于纳米材料和化学电源技术领域。本发明材料是一种具有多孔结构的碳纳米纤维材料，具有较大的比表面积。本发明方法首先利用静电纺丝技术制备出复合纳米纤维，然后经过预氧化、碳化得到多孔碳纳米纤维。本发明制备工艺简单易控制，生产成本低。本发明材料作为锂离子电池负极电极材料，具有较高的初始放电容量和循环稳定性，提高了负极材料的高功率特性和快速充放电能力，比较适用于电动车用锂离子动力电池的发展要求。

主权项

一种锂离子电池用多孔碳纳米纤维负极材料的制备方法，其特征在于，静电纺丝法及预氧化、碳化，包括以下步骤：1)称取一定量的聚丙烯腈(PAN)溶解于二甲基甲酰胺(DMF)配制质量分数为8～12％的DMF溶液，然后将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)按PAN/PMMA＝5∶5，7∶3，9∶1加入上述溶液中，用磁力搅拌器搅拌20～60min至完全溶胀，然后将混合溶液转移到50ml锥形瓶中，并放入磁性转子，调节适当转速，在室温下搅拌12～24小时；2)将步骤1)配制的纺丝溶液在静电纺丝装置中纺出均匀的纳米纤维膜，纺丝条件：电压为10～20KV，收集距离为8～20cm，纺丝液体流速为0.3～2.0ml/h；3)将步骤2)纺出的纳米纤维膜转入高温管式炉中，从室温加热到230～280℃，升温速率2～5℃/min，然后在230～280℃下预氧化1～2h；4)将步骤3)得到的预氧化毡在管式炉中进行进一步碳化，通入惰性气体提供保护，升温速率0.5～2℃/min，终止温度为600～1000℃，在惰性气体保护下自然降温至室温。