一种锂离子电池负极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括将碳酸锂与羧甲基纤维素锂充分混合，与纳米硅在绝水氧与低温环境中进行球磨处理；通过将球磨处理混合物加入核结构的芯溶液并搭配制备壳结构的前驱体溶液，按照同轴静电纺丝参数制备得到复合纳米纤维层；通过将复合纳米纤维层预氧化与高温碳化得到负极材料。本发明专利技术一方面可以防止纳米硅在预氧化过程中与氧气接触，减少活性物质的损耗；另一方面可以减少首次充放电过程中SEI膜的形成对锂离子的消耗，提高材料的首效；同时核

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池负极材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于化学电池材料
，具体涉及一种锂离子电池负极材料及 其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]储能技术是新世纪人类解决能源与环境问题的关键技术之一。经过数十年 的发展，传统的负极石墨的理论容量(372mAh
·
g
‑1)难以满足高能量密度需求， 因此寻找下一代高能量密度的二次锂离子电池负极材料显得尤为重要。纳米硅 室温下嵌锂态Li
15
Si4具有高的理论容量(3759mAh
·
g
‑1)和低的脱嵌锂电压平台 (低于0.4Vv.s.Li
+
/Li)，且储量丰富、环境友好、成本低廉，因此具有极好的发展 潜力。
[0003]但是，硅基负极在充放电过程中具有体积变化大、循环差、首效低的缺点， 限制了其商业应用。针对体积变化大、循环差的问题，有人通过对纳米硅材料 进行碳包覆，构建球状核壳结构，来改善材料的循环稳定性。然而，当硅碳球 状核壳结构中的热解碳无空隙地包覆硅颗粒表面时，由于硅核锂化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:将预锂化试剂与纳米硅混料后球磨，得到混合包覆物A；S2:将第一聚合物溶解到有机溶剂中，得到第一聚合物溶液，所述第一聚合物溶液中第一聚合物的质量浓度为30％～55％；再加入步骤S1所得的混合包覆物A，分散后得到芯溶液；S3:将第二聚合物溶解于有机溶剂中得到壳溶液，所述第二聚合物在壳溶液中的质量浓度为10％～35％；所述第一聚合物的数均分子量大于第二聚合物的数均分子量；所述有机溶剂选自DMF、三氯甲烷中的一种；S4:将步骤S2所得芯溶液和步骤S3所得壳溶液进行同轴静电纺丝，得到核
‑
壳纤维层；S5:将步骤S4中得到的核
‑
壳纤维层进行预氧化后，在惰性气氛或氮气下碳化处理，制得所述锂离子电池负极材料。2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，球磨在水氧值＜0.1ppm的球磨机中进行。3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，预锂化试剂与纳米硅的摩尔比为1:4～2:3，所述预锂化试剂包括无机锂源和有机锂源，所述无机锂源为碳酸锂、硫化锂、硝酸锂、金属锂粉、氢氧化锂中的至少一种，所述有机锂源为羧甲基纤维素锂、丁基锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全兵，刘桂峥，石凯祥，王珂，李俊豪，曾令才，林永显，罗传喜，张军，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：