[发明专利]一种锂离子电池介孔氧化亚硅碳复合负极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池介孔氧化亚硅碳复合负极材料的制备方法，属于新材料和电化学领域。本发明是以聚乙烯吡咯烷酮作为辅助模板剂，以有机表面活性剂作为模板剂、有机硅做为硅源，通过水热处理得到介孔氧化硅前驱体，加入碳源，通过高温热处理过程中发生的碳热还原反应，制备出具有介孔结构的SiOx/C复合负极材料。本发明材料的比容量高，结构新颖，同时循环稳定性好。此方法产率高且制备出的SiOx/C复合材料颗粒细小，粒径、成分分布均匀，具有较高的比容量及较好的循环稳定性，是一种理想的锂离子电池复合负极材料，可广泛应用于各种便携式电子设备、电动汽车以及航空航天等领域。

主权项

一种锂离子电池介孔氧化亚硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：复合负极材料是由SiOx、C两种组分构成，C在SiOx/C复合负极材料中的质量百分含量为1~30%，工艺步骤为：(1)以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为辅助模板剂，溶于一定量氢氧化钠水溶液中，搅拌至完全溶解； (2)将有机表面活性剂作为模板剂加入到上述制得澄清溶液中，强力搅拌至完全溶解；(3)将有机硅源加入到所述步骤（2）制得的溶液中，强力搅拌24小时；(4)将所述步骤（3）制得的溶液移到一定容积的带聚四氟乙烯内衬的水热釜中，于恒温箱内50‑150 oC下反应12~48 h，得到介孔氧化硅白色前驱体；(5)将步骤(4)制得的白色粉体经过乙醇和去离子水的多次洗涤和抽滤后，加入到一定量的去离子水中，强力搅拌至均匀分散；(6)将碳源加入到步骤(5)制得的溶液中，强力搅拌至碳源充分溶解；(7)将上述液体进行旋转蒸发包碳干燥处理；温度为90 oC，转速为90‑100 rmp； (8) 在惰性保护性气氛下，将步骤(7)所得的粉体以5 oC/min速率升温至800~1200 oC保温1~5小时，然后程序控温冷却或随炉冷却至室温，可得到介孔SiOx/C复合材料。