一种制备锂电负极用壳-核结构纳米纤维的方法技术

本发明专利技术公开一种制备锂电负极用壳‑核结构纳米纤维的方法，包括有以下步骤：（1）将硅纳米粒子与PMMA溶解在DMF与丙酮的混合溶中形成了最终得到的复合纤维的核结构的前驱体溶液；（2）将PAN溶解于DMF中，形成了最终得到的复合纤维中的壳结构的前驱体溶液；（3）采用上述核结构的前驱体溶液和壳结构的前驱体溶液按照静电纺丝参数制备得到复合纳米纤维毡，于260‑280℃下预氧化1‑2h后，在氩气气氛保护下800‑1000℃之间碳化3‑6h。通过先配置核结构的前驱体溶液和壳结构的前驱体溶液，然后通过同轴静电纺丝技术简单易行地制备出具有良好的电化学性能的并能应用于锂离子电池负极材料的硅碳复合材料，满足使用的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种制备锂电负极用壳-核结构纳米纤维的方法
本专利技术涉及化学材料领域技术，尤其是指一种制备锂电负极用壳-核结构纳米纤维的方法。
技术介绍
由于其空前的理论容量—4000mAh/g,几乎是十倍于现有的商业石墨负极—硅成为了现在最有前景的锂电负极材料。在如电动交通工具和公用电网等大规模能量储存的应用上，其应用前景显得更为诱人，但同时硅也有着循环寿命短暂的缺点。硅短暂的循环寿命主要根源于其在循环时循环往复的体积膨胀和收缩。在硅的体积改变时，其容量下降主要是有这几个失效机理在起作用：一是硅在完全锂化时其体积膨胀可以达到300%，此时造成的压力完全可以将硅压成细粉。这种粉碎明显与容量下降有关，因为活性材料因此与集流体失去了导电连接；二是硅会与碳导体例如导电炭黑失去连接，基于同样的原因，硅电极薄膜也会很轻易的从集流体上面剥落下来；三是体积变化会导致硅表面的SEI膜不稳定。在重复循环期间，由于硅的体积变化SEI膜一直在形成裂缝，并通过这些裂缝不停的在生长。直到最后，SEI膜太厚以至于锂离子无法扩散，或者电解液已经被消耗到了一个殆尽的程度。对于第一个失效机理，已经有人通过使用纳米结构的硅得方案来解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备锂电负极用壳‑核结构纳米纤维的方法，其特征在于：包括有以下步骤：（1）将硅纳米粒子与PMMA溶解在DMF与丙酮的混合溶中形成了最终得到的复合纤维的核结构的前驱体溶液，硅纳米粒子的质量浓度为4%‑6%，PMMA的质量浓度为8%‑12%；核结构的前驱体溶液在50‑80℃环境中搅拌分散了6‑8h；（2）将PAN溶解于DMF中，形成了最终得到的复合纤维中的壳结构的前驱体溶液，质量浓度为8%‑12%；壳结构的前驱体溶液在50‑80℃环境中搅拌分散了6‑8h；（3）同轴静电纺丝参数如下：同轴针头内外层厚度比例在1:1，内外层出液量比例为1:2‑3:4之间，施加电压在10‑15kV之间，接收距离...

【技术特征摘要】
1.一种制备锂电负极用壳-核结构纳米纤维的方法，其特征在于：包括有以下步骤：（1）将硅纳米粒子与PMMA溶解在DMF与丙酮的混合溶中形成了最终得到的复合纤维的核结构的前驱体溶液，硅纳米粒子的质量浓度为4%-6%，PMMA的质量浓度为8%-12%；核结构的前驱体溶液在50-80℃环境中搅拌分散了6-8h；（2）将PAN溶解于DMF中，形成了最终得到的复合纤维中的壳结构的前驱体溶液，质量浓度为8%-12%；壳结构的前驱体溶液在50-80℃环境中搅拌分散了6-8h；（3）同轴静电纺...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱从交，赵东辉，周鹏伟，
申请(专利权)人：福建翔丰华新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35