【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池电极材料，具体涉及一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一，其关键的电极材料之一是负极材料。近年来，由于硅碳复合材料具有较高的比容量和较低的工作电压，因此已成为锂离子电池负极材料的研究热点之一。
2、在
技术介绍
方面，目前主要集中在提高硅碳负极材料的电化学性能和循环寿命上。首先，研究人员通过合成方法的改进和结构调控，实现了硅碳复合材料的制备。例如，采用溶胶-凝胶法、煅烧法、电化学合成等方法，可以获得具有优异电化学性能的硅碳复合材料。其次，研究人员利用表面修饰技术、包覆技术等手段，改善硅碳复合材料的电化学稳定性和循环寿命。例如，通过包覆硅碳材料表面的二氧化硅、碳包覆等材料，可以有效抑制硅碳材料与电解液中锂离子的反应，提高其循环稳定性和充放电性能。
3、然而，硅碳负极材料在实际应用中仍存在一些问题。首先，硅材料的体积膨胀率较大，其与锂之间的合金反应会导致电极结构的失稳，从而影响电池的循环寿命。其次，硅材料的电导率较低，使得电池的内阻增大，导致能量转化效率下降。另外，硅碳复合材料的制备过程较为复杂，且成本较高，限制了其大规模商业化应用。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料及其制备方法，用以解决现有的硅碳负极材料应用效果不佳、制备过程成本高、工艺复杂等技术问题。
2、为了达到上述目的
3、本专利技术公开了一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：将乙二醇锑溶于溶剂混合液中，随后再加入聚乙烯醇，搅拌后得到溶液a；
5、s2：将纳米硅粒子和聚乙烯醇分散于溶剂混合液中，搅拌后得到溶液b；
6、s3：将溶液a和溶液b分别注入双层塑料套筒中，其中溶液a注入双层塑料套筒的外层，溶液b注入双层塑料套筒的内层，连接针头后，将溶液a和溶液b喷洒在铝箔上，在铝箔上形成产物；
7、s4：收集产品，将产品进行烘干、煅烧后得到含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料。
8、进一步地，所述溶剂混合液由二甲基亚砜和乙二醇混合得到，所述二甲基亚砜和乙二醇的体积比为4～6：1。
9、进一步地，s1中，所述溶液a中，锑离子浓度为0.0708～0.2124mol/l。
10、进一步地，s1中，所述溶液a中，聚乙烯醇的浓度为0.6～0.9mol/l。
11、进一步地，s2中，所述溶液b中，纳米硅粒子的浓度为1.07～3.21mol/l，聚乙烯醇的浓度为0.3～0.6mol/l。
12、进一步地，s2中，所述搅拌的时间为2～4h；所述分散的方法为超声分散。
13、进一步地，s3中，所述溶液a和溶液b注入时的推注速度为0.06～0.08ml/min，注入时所需的气流压强为30～70kp。
14、进一步地，s4中，所述烘干的温度为160～190℃，时间为3～5h。
15、进一步地，s4中，所述煅烧的工艺参数为：
16、在氩气氛围下，于500～700℃下煅烧3～5h。
17、本专利技术还公开了采用上述制备方法制备得到的含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术公开了一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，采用乙二醇锑、纳米硅粒子等廉价且丰富的原料，采用简单的制备流程，制备过程中不采用对环境有害的原材料，制备过程易操作、对环境无污染，适合批量化制备；同时，通过调节锑源浓度、煅烧温度、煅烧时间等工艺参数，将三价锑离子转变为零价锑金属，并将其限制在碳纤维壳层中，避免其与硅发生聚集或合金化反应，能够得到性能良好的电池材料。
20、本专利技术还公开了采用上述制备方法制备得到的含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料，根据相关实验结果表明，该电池负极材料首次库伦效率达到80％，充放电循环100次后比容量稳定在790mah/g，高于目前硅碳负极材料的平均水平，具有广阔的应用前景。
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1.一种含金属锑碳纤维包覆硅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：
2.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂混合液由二甲基亚砜和乙二醇混合得到，所述二甲基亚砜和乙二醇的体积比为4～6：1。
3.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述溶液A中，锑离子浓度为0.0708～0.2124mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述溶液A中，聚乙烯醇的浓度为0.6～0.9mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述溶液B中，纳米硅粒子的浓度为1.07～3.21mol/L，聚乙烯醇的浓度为0.3～0.6mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述搅拌的时间为2～4h；所述分散的方法为超声
7.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，S3中，所述溶液A和溶液B注入时的推注速度为0.06～0.08mL/min，注入时所需的气流压强为30～70kP。
8.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，S4中，所述烘干的温度为160～190℃，时间为3～5h。
9.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，S4中，所述煅烧的工艺参数为：
10.一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料，其特征在于，采用权利要求1～9中任意一项所述的含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种含金属锑碳纤维包覆硅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：
2.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂混合液由二甲基亚砜和乙二醇混合得到，所述二甲基亚砜和乙二醇的体积比为4～6：1。
3.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，s1中，所述溶液a中，锑离子浓度为0.0708～0.2124mol/l。
4.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，s1中，所述溶液a中，聚乙烯醇的浓度为0.6～0.9mol/l。
5.根据权利要求1所述的一种含金属锑碳纤维包覆硅锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，s2中，所述溶液b中，纳米硅粒子的浓度为1.07～3.21mol/l，聚乙烯醇的浓度为0.3～0.6mol/l。
【专利技术属性】
技术研发人员：张利锋，王凯，王晓飞，康雅婷，郭守武，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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