一种锂离子电池负极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池负极材料的制备方法，所述负极材料为特殊卵黄结构的复合微球，该复合微球的核层为四氧化三铁（Fe3O4），壳层为含有介孔的C、N层，核层和壳层之间为刻蚀后形成的空腔。其制备方法为：首先，溶胶-凝胶法合成二氧化硅（SiO2）纳米粒子，水热法合成Fe3O4纳米粒子；然后，在Fe3O4外包覆一层SiO2，再在SiO2层外包覆一层由SiO2纳米粒子和密胺树脂组成的复合外壳；最后，通过煅烧和刻蚀得到卵黄结构复合微球。本发明专利技术所述材料结构新颖，空腔能抑制Fe3O4颗粒的体积效应，介孔能加快锂离子的扩散速度，提高电化学反应速率，还能在提高材料电导率和比容量的同时改善倍率和循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源
和锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池负极材料的制备方法。
技术介绍
近年来，石墨因其充放电循环性能稳定，理论比容量为372mAhg?1，已被广泛应用于锂离子电池负极材料的研究，但随着科学技术和电子产品的发展，现有的储电设备已难于满足新的市场需求。数据显示，纳米级的过渡金属氧化物（MxOy，M=Mn，Fe，Co，Ni等）理论比容量较高，作为新能源材料发展空间大。其中Fe3O4理论容量为924mAhg?1，稳定性好，价格便宜，来源广泛，逐渐被用作锂离子电池负极材料。但Fe3O4本身电导率低，循环时易发生凝聚及体积效应等现象，作为负极材料需进一步改性才能满足现实需要。WangJian-Gan等人制成了N掺杂C包覆的锰氧化物锂离子电池负极材料，说明N掺杂的碳材料有着更高的电子传输性能。专利技术专利CN104779378A介绍了一种锗-介孔碳纤维复合锂电池负极材料的制备方法，为解决锗在脱嵌锂过程中的体积膨胀问题，利用水溶刻蚀法制备出特殊介孔结构的碳纤维作为锂电池负极材料的基体，并与锗源复合形成GeMCF复合材料，有效缓冲了锗在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极材料具有卵黄结构，核层为Fe3O4，壳层为含有介孔的C、N层，核层和壳层之间为刻蚀后形成的空腔。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极材料具有卵黄结构，核层为Fe3O4，壳层为含有介孔的C、N层，核层和壳层之间为刻蚀后形成的空腔。
2.一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
将三氯化铁·六水、无水乙酸钠和柠檬酸钠与一定量的乙二醇混合均匀，加入到高压反应釜中，180～200℃下反应10～12小时，通过磁铁将沉淀分离，依次用无水乙醇和水洗涤，干燥，得到Fe3O4纳米粒子；
将无水乙醇和氨水混合均匀，机械搅拌下再将正硅酸乙酯于20~30分钟内滴加至上述混合溶液中，室温下反应10~12小时，依次用无水乙醇和水洗涤，干燥，得到SiO2纳米粒子；
将步骤（1）所得Fe3O4纳米粒子、无水乙醇和氨水混合均匀，20～25℃下，机械搅拌30～60分钟后滴加一定量的正硅酸乙酯，机械搅拌10～12小时，通过磁铁将沉淀分离，依次用无水乙醇和水洗涤，干燥，得到Fe3O4SiO2纳米粒子；
将三聚氰胺于50～60℃水浴下溶于37%甲醛溶液，得到均匀透明的混合溶液；
将步骤（2）所得SiO2纳米粒子和水混合均匀，加入步骤（4）中所得混合溶液和催化剂，在50～60℃水浴下反应0.5~3小时后将步骤（3）所得Fe3O4SiO2纳米粒子加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟良，杨婷婷，赵丹，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37