[发明专利]一种锂离子电池负极材料SiO@Al@C的制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种锂离子电池负极材料SiO@Al@C的制备方法及应用。所述复合材料由纳米铝均匀涂覆在一氧化硅表面和致密的导电碳纤维组成。本发明的纳米铝和导电碳纤维大幅度提高了一氧化硅材料体系的导电性，保证其较高的库仑效率，有效地抑制其体积膨胀效应，循环性能和首次库仑效率也得到了显著改善，适合高容量长循环的锂离子电池负极，可应用于动力电池。

主权项

1.一种锂离子电池负极材料SiO@Al@C的制备方法，其特征在于在一氧化硅表面均匀包覆纳米铝颗粒，再包覆导电碳层，得到锂离子电池负极材料SiO@Al@C；具体步骤如下：（1）用高能球磨机将微米量级(~15um)的一氧化硅球磨成纳米量级(50~200nm)的颗粒，即纳米SiO，球磨时间在10h~72h；（2）采用静电纺丝方法或冷冻干燥方法在一氧化硅表面均匀包覆纳米铝颗粒，所述静电纺丝方法具体为：将铝盐溶解在有机溶剂配成均匀透明溶液，控制溶液浓度为5wt%~20wt%，加入步骤（1）所得纳米SiO，在磁力搅拌器上搅拌24~48h，向溶液中加入前驱体，控制前驱体的浓度为10~30%，继续搅拌24~48h；将配成的溶液在静电纺丝机上进行纺丝，得到纺丝体；控制纺丝时工作电压在17KV~22KV，针头与接收板之间的距离为15cm‑30cm；纺丝时周围空气湿度：25~35%；或者：所述冷冻干燥方法具体为：将铝盐溶入去离子水，配成10~30wt%溶液，将步骤（1）得到的纳米SiO超声分散在溶液中，加10~20wt%的前驱体，磁力搅拌为10‑20h，将搅拌后的溶液放入液氮中进行快速冷冻；然后用冷冻干燥机对冷冻样抽真空，进行干燥24~72h；（3）将步骤（2）中获得产物在惰性气体中进行炭化，炭化温度为500~600℃，炭化时间2~5h；（4）将步骤（3）得到的炭化后的产品与炭黑（SuperP）或乙炔黑及海藻酸钠粘结剂配成浆料研磨涂在集流体铜箔上，在干燥箱中干燥8~12h，然后切成电极片以待装电池；其中：锂离子的电池负极的一氧化硅与纳米铝按任意比例混合。