[发明专利]用于锂离子电池的纳米硅导电聚合物复合材料的制备方法

摘要

本发明提供了一种纳米硅导电聚合物复合材料，属于锂离子电池技术领域。本发明以硅纳米颗粒为活性物质，以吡咯与苯胺为单体，以水为反应溶剂，以对甲基苯磺酸钠与无水乙醇为分散剂，以过硫酸铵为氧化剂，以稀盐酸为质子酸掺杂剂，通过化学氧化法原位聚合得到由导电聚吡咯‑苯胺均匀包覆硅纳米颗粒而形成核壳结构的硅基复合材料，内核硅纳米颗粒具有储锂活性，外壳导电聚吡咯‑苯胺明显提高了硅基材料的导电性。因此，作为锂离子电池的阴极材料，具有较好的充放电循环性能。另外，本发明复合材料的制备工艺简单，原料易得，安全环保，在锂离子电池的生产中有很大的商业化前景。

主权项

一种用于锂离子电池的纳米硅导电聚合物复合材料的制备方法，将0.7500g纳米硅粉与0.5143g对甲基苯磺酸钠加入到250mL去离子水中；0.3141g吡咯与0.4359g苯胺溶于50mL无水乙醇中后加入上述混合液中，用1mol/L盐酸调pH=2，放入超声仪中超声分散1h，转为电动搅拌，搅速为300r/min；称6.4133g(NH4)2S2O8溶于100mL去离子水中，用1mol/L盐酸调pH=2，利用蠕动泵将过硫酸铵溶液缓慢加入混合液中，30min加毕，然后室温氧化聚合4h；抽滤悬浊液，用无水乙醇洗涤3次，再用大量去离子水洗涤数次，然后60℃真空干燥12h，研磨，得纳米硅导电聚合物复合材料；称0.2800g纳米硅导电聚合物复合材料，0.0800g导电炭黑，0.0400g缩甲基纤维素钠，充分研磨涂片；用2025纽扣电池，PP/PE/PP三层隔膜，采用缩甲基纤维素钠为粘结剂，电解液为1mol/L的LiPF6溶于碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯并添加体积比为3%的碳酸亚乙烯酯作为稳定剂，以锂片为对电极，在手套箱中氩气保护下装配成电池，在0.02~1.5V，100mA/g电流密度下进行充放电测试；进行50次充放电测试后，比容量仍然保持有637mAh/g；碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯的摩尔比1:1:1。