[发明专利]高能量密度三维织构的碳复合材料的合成方法

摘要

本发明涉及一种高能量密度三维织构的碳复合材料的合成方法，属于锂电池领域。采用的技术方案是：包括以下步骤：在金属或过渡金属元素的酸类或脂类化合物中加入碳纳米管溶液，反应釜中水浴搅拌至凝胶态，烘干处理；和镁粉混合均匀，加入氯化钠，装入烧结炉中，在氩气和氢气混合气体气氛下保温；加入到盐酸中去除杂质，然后离心、清洗、干燥处理；加入钛酸丁酯、乙酸锂和可溶性碳源搅拌，然后将产物烘干，粉碎；导电层建立，在400‑700℃中保温3‑5h,同时通惰性气体保护；然后球化处理，过筛，得最终产品。本发明通过碳纳米管构建网络结构及钛的包覆，充分提高材料的稳定性，明显提高常规负极材料石墨的容量，抑制金属基负极的膨胀。

主权项

1.一种高能量密度三维织构的碳复合材料的合成方法，其特征是，包括以下步骤：1). 二维织构建立，在金属或过渡金属元素的酸类或脂类化合物中加入浓度为10%碳纳米管溶液，水浴状态下搅拌分散1‑5h，水浴温度在20‑80℃，搅拌至凝胶态，将其在40‑90℃烘干处理；2). 球化处理修饰，将上述烘干后物质和镁粉在研钵中混合均匀，金属或过渡金属元素的酸类或脂类化合物与镁粉质量比为6:5.5，加入氯化钠，然后装入烧结炉中，在氩气和氢气混合气体气氛下以 600~850 ℃保温1‑6 h，自然冷却至室温；3).去除杂质，上述反应产物置入浓度为0.5‑1.5 mol /L的盐酸溶液中，去除未反应的镁粉及其它杂质，然后进行离心、清洗、干燥处理；4).钛加强层维护，将步骤（3）中的产物加入钛酸丁酯、乙酸锂和可溶性碳源搅拌，钛酸丁酯、乙酸锂摩尔比为1:（1.01‑1.1），可溶性碳源与钛酸丁酯的质量比为1:（1.5‑5），混合时处于水浴40‑80℃中，然后将产物烘干，粉碎；5）.导电层建立，将（4）中的材料在400‑700℃中保温3‑5h,同时通惰性气体保护；然后进行球化处理0.5‑2h，最后进行700‑900℃保温3‑12h，然后球化处理0.5‑1h，过筛，得最终产品。