[发明专利]一种硅量子点自组装锂电池电极材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种硅量子点自组装锂电池电极材料，将单质硅在惰性气体保护下通过机械剥离为量子点级别的硅量子点，然后与氧化锡纳米线、导电剂自组装为粒径在10‑20μm的大颗粒状电极材料，其优点是，以量子级别存在的硅大幅减小了因锂脱嵌造成颗粒破碎，引入的氧化锡纳米线缓冲了电极大颗粒体积变化，并进一步自组装过程中使用的导电剂为石墨烯、碳纳米管或碳纤维，有效防止硅颗粒与导电网络的脱离。

主权项

一种硅量子点自组装锂电池电极材料的制备方法，其特征在于，将单质硅在惰性气体保护下通过机械剥离为量子点级别的硅量子点，然后与氧化锡纳米线、导电剂自组装为粒径在10‑20μm的大颗粒状电极材料，其步骤如下：（1）将单质硅与化学发泡剂按照1:1‑2的比例称取材料；所述发泡剂为正戊烷或者正己烷中的一种或者两种混合物；（2）将上述两种物质装入高速超细分散混合机，设定转数5000‑8000转/分钟，在高速超细分散混合机通入惰性气体，启动机械，10‑15分钟后，启动高速超细分散混合机的升温程序，设定升温速率为5℃/分钟，当温度达到300℃后停止升温，继续高速剪切混合30‑40分钟；（3）将步骤（2）得到的产物与剥离剂按照10：1‑3的比例称取材料，然后送入高速超细分散混合机中，设定参数5000‑8000转/分钟，在常温下，高速剪切混合15‑20分钟；所述剥离剂为氯化钠、氯化镁、硫酸钠中的一种；（4）启动旋转振动挤出机的升温程序，达到50‑60℃后，将第（3）步的混合料装入，设定转数在400‑500转/分钟，经过旋转振动挤出机的旋转振动剪切剥离1‑1.5小时后，清洗干燥，即得到量子点级别的硅量子点；（5）将步骤（4）得到的硅量子点与氧化锡纳米线、导电剂以质量比100：（5‑10）：（1‑3）加入研磨机干态研磨，自组装为粒径在10‑20μm的大颗粒状电极材料。