[发明专利]一种快速制备高容量锂离子电池硅基负极材料的方法

摘要

本发明提供了一种快速制备高容量锂离子电池硅基负极材料的方法，将氧化剂溶于易挥发的溶剂中，再将硅的固体粉末浸润在氧化剂溶液中，将混着Si的固体粉末的氧化剂溶液转移至器皿中，待其挥发完全后，将附着氧化剂分子的Si的固体粉体的器皿置于吡咯蒸汽中，得到具有聚吡咯膜包覆的Si的固体粉末，即制得表面具有均匀聚吡咯层的锂离子电池硅基负极材料。气相氧化聚合的反应过程可以使Si的颗粒表面得到完整的聚吡咯包覆，由于聚吡咯是高分子聚合物，具有一定延展性，能在一定程度上改善硅在循环过程中的膨胀粉化问题，提高该材料在锂离子电池中的电化学性能，并展现硅的超高比容量的特点。

主权项

1.一种快速制备高容量锂离子电池硅基负极材料方法，其特征在于包括如下步骤：1）称取氧化剂，将所述的氧化剂溶于易挥发的溶剂中，所述的氧化剂溶液中，氧化剂的质量分数为5~95%；所述的氧化剂选自氯化物、P‑甲苯磺酸盐、苯磺酸盐、4‑乙烷基苯磺酸盐、4‑N‑辛基苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、1,3,3‑三甲基苯磺酸盐、m‑二甲苯‑4‑磺酸盐、四乙铵‑P‑甲基苯磺酸盐或者硫代硫酸盐；所述的易挥发的溶剂选自水、甲醇、乙醇、乙二醇、乙腈、乙醚或者正丁醇；2）称取纳米级Si固体粉末，所述的纳米Si固体粉末的粒径在20‑500 nm之间，并充分浸润在所述的氧化剂溶液中；3）将浸润了氧化剂和Si固体粉末的混合溶液，转移至一个器皿中，并在30~70 ℃下使有机溶剂挥发；4）待有机溶剂挥发完全后，在Si纳米颗粒的表面形成一层氧化剂膜；5）在常温下，将步骤4）的器皿置于吡咯蒸汽中，使吡咯单体与Si表面的氧化剂分子发生聚合反应，发生的聚合反应时间为5min‑48h，得到由聚吡咯包覆Si的固体粉末；6）将(5)所得的固体粉末进行清洗操作，去除固体粉末中的杂质，并将除杂质后的固体粉末置于真空干燥箱中，保温至少 24h，即得到均匀聚吡咯包覆的锂离子电池硅基负极材料。