[发明专利]一种锂离子电池复合负极材料的制备方法

摘要

本发明提供的锂离子电池复合负极材料的制备方法，采用对甲苯磺酰胺修饰的脂肪酸作为碳源，并利用氮、硫元素作为掺杂，经高温炭化、退火、强碱处理后制备氮/硫掺杂的石墨化有序介孔碳材料，孔径有序均一，有利于锂离子在材料内部迁移传输，经氮、硫掺杂后，氮原子上的孤对电子，提高电池材料的电子密度和电子导电性，硫元素掺杂，改变碳材料界面性质，增强材料与电解液的兼容性和浸润性；纳米硅粉体经氮、硫掺杂的介孔石墨材料包覆后，避免硅直接和电解液接触，并且有效缓解了硅在充放电过程中巨大的体积膨胀，维持材料结构的稳定性，防止了SEI膜的不断生成，提高首次放电效率。

主权项

一种锂离子电池复合负极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：取一定量的脂肪酸溶于无水乙醇中，取一定量的对甲苯磺酰胺溶于无水乙醇中，将两者均匀混合，加入催化剂或缩合剂反应后提纯，制得对甲苯磺酰胺修饰的脂肪酸溶液；步骤二：向步骤一制得的对甲苯磺酰胺修饰的脂肪酸溶液中逐滴加入浓硫酸，搅拌；然后加入模板剂介孔硅，搅拌一段时间，将混合液置于烘箱中85～100℃干燥1～2h得固体粉末，将固体粉末置于管式炉中，氮气保护下，200～300℃高温煅烧6～8h后，冷却取出，制得氮/硫掺杂的介孔碳材料；步骤三：将步骤二制得的氮/硫掺杂的介孔碳材料在氮气保护下，1000～1200℃高温热处理4～6h，然后自然冷却至室温，制得氮/硫掺杂的介孔石墨材料；步骤四：将步骤三制得的氮/硫掺杂的介孔石墨材料加入至碱性溶液中，室温搅拌2～3h，充分接触反应，静置沉淀，去上清液，将沉淀物经去离子水稀释后过滤，过滤后产物经洗涤后烘干，制得氮/硫掺杂的石墨化有序介孔碳材料；步骤五：取一定质量的硅源以水作为分散剂配成悬浊液，将悬浊液倒入球磨罐内，以2000～3000r/min的转速搅拌后，制得纳米硅分散液；步骤六：取步骤五制得的纳米硅分散液、步骤四制得的氮/硫掺杂的石墨化有序介孔碳材料及粘结剂按一定的质量分数混合，充分分散并进行喷雾干燥，将干燥产物放在通有氩气的管式炉中进行烘烤，制得最终的锂离子电池复合负极材料。