[发明专利]一种具有高容量硅碳复合负极材料的制备方法

摘要

一种具有高容量硅碳复合负极材料的制备方法，包括复合材料A的制备、复合材料B的制备及硅碳复合负极材料的制备三大过程，其中在复合材料A的制备过程中使用到磺化聚苯乙烯、羧酸化碳纳米管和纳米氧化硅球，在复合材料B的制备过程中使用到复合材料A和蔗糖溶液，在硅碳复合负极材料的制备过程中使用到氩气炉和氩气，制备出的硅碳复合负极材料中在较大粒径的磺化聚苯乙烯缝隙中掺杂有小粒径的氧化硅，可以增大硅碳复合材料之间的接触面积和压实密度，降低硅碳复合材料的内阻。虽然在充放电过程中氧化硅得到膨胀，但球状磺化聚苯乙烯可以缓冲氧化硅的膨胀，同时磺化聚苯乙烯由于具有双键结构，可以提高电子的传输速率，并因此提高硅碳复合负极材料的倍率性能。

主权项

1.一种具有高容量硅碳复合负极材料的制备方法，该制备方法包括复合材料A的制备、复合材料B的制备及硅碳复合负极材料的制备三大过程，其中在复合材料A的制备过程中使用到磺化聚苯乙烯、羧酸化碳纳米管和纳米氧化硅球，在复合材料B的制备过程中使用到复合材料A和蔗糖溶液，在硅碳复合负极材料的制备过程中使用到氩气炉和氩气，其特征是：I、复合材料A的制备：将粒径为300nm～600nm的磺化聚苯乙烯和羧酸化碳纳米管一同放入500g的离子水中超声分散30min，然后再放入粒径为20nm～100nm且比表面积为250m2/g～350m2/g的纳米氧化硅球并继续超声分散30min，之后捞出并洗涤、干燥制备出聚苯乙烯/碳纳米管/氧化硅构成的复合材料A，复合材料A的质量比构成是：聚苯乙烯∶碳纳米管∶氧化硅＝{10～50}∶{10～30}∶100；II、复合材料B的制备：称取100重量份的复合材料A并添加到500重量份的蔗糖溶液中浸泡，所述蔗糖溶液的浓度控制在5～20％，经1～3h后取出复合材料A并在空气中晾干即可制备出由蔗糖包覆聚苯乙烯/碳纳米管/氧化硅构成的复合材料B；III、硅碳复合负极材料的制备：将复合材料B放入氩气炉中进行碳化，碳化时氩气炉的炉温控制在600～800℃，氩气炉的升温速率控制在1～3℃/min，碳化保温时间控制在3～8h，碳化保温时间过后停止通入氩气并随炉冷却至室温，即可制备出由碳包覆氧化硅/碳纳米管/聚苯乙烯组成的硅碳复合负极材料。