[发明专利]一种锂离子电池用复合纳米材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种锂离子电池用复合纳米材料及其制备方法，该方法首先获得含硅溶胶以及钒化合物溶液，然后制备碳材料，最后通过一步水热法获得二氧化硅/五氧化二钒/碳复合材料，本发明得到的材料呈现颗粒状，粒径为40～120nm，孔径为30～150nm，孔容为0.5～1.5cm3/g，比表面积为120～300m2/g，本发明三元复合纳米材料作为一个整体，改善了电极材料的电子导电率，增强了电极材料的在大倍率下的充放电性能，增大了电极材料的放电容量，提高了电极材料的热稳定性，降低了电池容量的衰减，提高了电池的抗过充性能，延长了电极材料的循环寿命；充放电过程中绝对体积变化小，具有高的电化学贮锂容量和较少的能量损失，应用前景十分广阔。

主权项

一种锂离子电池用复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述复合纳米材料为二氧化硅/五氧化二钒/碳复合纳米材料，其制备方法包括如下步骤：（1）取5～10g正硅酸乙酯加入到30～40mL乙醇中并搅拌溶解，再加入0.5～1g聚乙二醇2000后超声分散15min，随后加入10～15mL尿素溶液并在30℃左右温度下搅拌1～2h形成溶胶后备用；（2）取5～10g钒氧化物加入到20～25mL质量分数为5～15%的双氧水溶液中，搅拌至钒氧化物全部溶解生成红色的过氧钒酸溶液，室温下继续搅拌1～6 h后备用；（3）将碳源和二茂铁溶解在溶剂中，形成均一稳定的溶液备用，所述碳源的加入量为15～80g/L，二茂铁浓度为0.002～0.004mo1/L；然后将所形成的溶液加入到反应釜中进行热处理，所述热处理条件为：温度180～200℃，时间为12～24小时；之后将产物洗涤、干燥，并于惰性气氛下，450～550℃焙烧2～10小时，得碳材料；将步骤(1)和步骤(2)所得产物与步骤（3）得到的碳材料按照质量比为20～30：15～25：0.2～0.6混合搅拌1～2小时后，转移到聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中，120～190℃下水热反应1～7天，然后用去离子水水洗过滤2～5次，60～100℃烘干，250～350℃焙烧4～10小时即得二氧化硅/五氧化二钒/碳复合纳米材料。