一种锂离子电池负极材料、制备方法以及锂离子电池技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池负极材料、制备方法以及锂离子电池，属于电池材料技术领域。针对现有的应用于锂离子电池的碳负极材料存在的的电容量低、循环充放电之后电容易下降量大的问题，提出了一种基于碳材料的复合纳米材料，该纳米材料应用于锂离子电池负极材料中具有较高的电容量以及优异的循环充放电性能。利用纳米石墨片作为纳米内核材料，通过离子液体对其表面进行改性之后，可以实现其表面的正电荷化；同时，利用溶胶‑凝胶方法制备包覆材料，利用无机盐改性剂一方面使凝胶中金属氧化物的双电层结构被打破，使纳米金属氧化物表面带上负电荷，另一方面可以利用无机盐改性剂掺杂在包覆材料中提高负极材料的放电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池负极材料、制备方法以及锂离子电池
本专利技术涉及一种锂离子电池负极材料、制备方法以及锂离子电池，属于电池材料

技术介绍
锂离子电池是指以两种不同的能够可逆地嵌入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极和负极的二次电池体系。充电时，锂离子从正极脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到负极中；放电时则相反，锂离子从负极脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到正极中。锂离子电池的负极是由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。石墨类碳负极材料导电性好，结晶度较高，具有良好的层状结构，适合锂的嵌入脱嵌，充放电比容量可达300mAh/g以上，充放电效率在90％以上。目前采用较为广泛的是人造石墨，人造石墨是将易石墨化炭(如沥青焦炭)在N2气氛中于1900～2800℃经高温石墨化处理制得。常见人造石墨有中间相碳微球(MCMB)、石墨化碳纤维等。但石墨类负极材料的层状结构易导致电解液溶剂离子的共嵌入,引起石墨层状结构的破坏，从而影响石墨负极材料的电化学性能的循环稳定性和库仑效率。同时,石墨的各向异性结构特征，限制了锂离子在石墨结构中的自由扩散，制约了石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，片状纳米硅的制备：对硅片进行精密磨削处理，得到的硅粉与水按照重量比1：10～15配制成悬浮液，再经过离心处理，取上清液，真空干燥，得到片状纳米硅；第2步，纳米硅表面的碳沉积：在片状纳米硅与溶剂、碳源混合，再经过蒸发溶剂、研磨、焙烧之后，得到表面碳沉积的纳米硅；第3步，纳米硅的表面羟基化：将表面碳沉积的纳米硅与90～95wt%浓硫酸和60～65wt%浓硝酸按照重量比1：2～4：1～3混合，在85～90℃条件下反应2～4h后，将固体物滤出，用去离子水洗涤后烘干，得到表面酸活化的纳米硅薄片；再将表面酸活化的纳米硅薄片与90～95...

【技术特征摘要】
2018.04.08 CN 20181030834701.一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，片状纳米硅的制备：对硅片进行精密磨削处理，得到的硅粉与水按照重量比1：10～15配制成悬浮液，再经过离心处理，取上清液，真空干燥，得到片状纳米硅；第2步，纳米硅表面的碳沉积：在片状纳米硅与溶剂、碳源混合，再经过蒸发溶剂、研磨、焙烧之后，得到表面碳沉积的纳米硅；第3步，纳米硅的表面羟基化：将表面碳沉积的纳米硅与90～95wt%浓硫酸和60～65wt%浓硝酸按照重量比1：2～4：1～3混合，在85～90℃条件下反应2～4h后，将固体物滤出，用去离子水洗涤后烘干，得到表面酸活化的纳米硅薄片；再将表面酸活化的纳米硅薄片与90～95wt%浓硫酸和20～30wt%的双氧水按照重量比1：1～1.5：0.5～0.8混合，在60～72℃条件下反应1～4h后，将固体物滤出，用去离子水洗涤后烘干，得到表面羧基化的纳米硅薄片；将表面羧基化的纳米硅薄片与SOCl2按照重量比1：2～4混合，再在64～68℃条件下反应12～16h后，将固体物滤出，再将固体物与乙二醇按照重量比1：3～5.5混合，于105～110℃条件下反应10～15h后，将固体物滤出，并用去离子水洗涤烘干后，得到表面羟基化的纳米硅薄片；第4步，纳米硅薄片的表面离子液体修饰：按照重量比3～5：2～4：85～95：2～4将表面羟基化的纳米硅薄片、去离子水、甲苯、硅烷偶联剂KH570混合，在45～60℃反应3～6h，反应结束后，固体产物依次用丙酮、去离子水洗涤后烘干，再经过研磨，得到表面接枝硅烷偶联剂的纳米硅薄片；将表面接枝硅烷偶联剂的纳米硅薄片、乙腈、[BsAIm][HSO4]离子液体、偶氮二异丁腈按照重量比5～10：95～115：3～...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓定平，
申请(专利权)人：毛强平，
类型：发明
国别省市：江苏,32