本申請涉及動力鋰離子電池生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種動力鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著各種3C電子產(chǎn)品和電動交通工具的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，對于能量密度高、倍率性能好、循環(huán)性能好的鋰離子電池的需求愈加迫切。目前商用鋰離子電池的負(fù)極材料主要為石墨，由于其理論比能量低（372mAh/g），而且高倍率充放電性能差，是鋰離子電池進(jìn)一步發(fā)展的絆腳石。相比于傳統(tǒng)石墨在嵌入鋰之后形成LiC6插層化合物，硅作為負(fù)極材料,通常與鋰合金化形成Li22Si5金屬間化合物，其理論比容量高達(dá)3572mAh/g。但是在這種化合物形成時，組分晶體的結(jié)構(gòu)會發(fā)生重構(gòu)，并伴隨著大的體積膨脹（高達(dá)300%）。同時還會在晶體材料中導(dǎo)致兩相邊界區(qū)域產(chǎn)生不均勻的體積變化，造成硅顆粒的破裂或粉化而導(dǎo)致其與電極失去接觸，甚至造成負(fù)極的崩塌，嵌入硅中的鋰在隨后過程中無法脫出，形成所謂的“死鋰”。由于硅自身存在這種嚴(yán)重的體積效應(yīng)，嚴(yán)重制約硅負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化道路。為了避免這種不利情況的發(fā)生，主要通過硅的納米化、硅與金屬的合金化、硅與活性或者非活性材料的復(fù)合來改善純硅的體積膨脹，其中硅與活性物質(zhì)碳復(fù)合具有較大的應(yīng)用前景。CN102683649A采用間苯二酚和甲醛在納米硅粉和超細(xì)石墨表面形成具有孔洞結(jié)構(gòu)的碳?xì)饽z包覆層，雖然改善了硅碳材料的表面結(jié)構(gòu)和循環(huán)性能，但該材料比表面積大，首次效率偏低，限制了它在鋰電池中的應(yīng)用。CN102769139A以天然顆粒形石墨為原料，濃硫酸為插層劑，高錳酸鉀為氧化劑，然后在高溫下進(jìn)行膨脹處理制備微膨脹石墨，并將納米硅與該石墨混合，隨后進(jìn)行碳源包覆和熱處理，獲得硅碳復(fù)合負(fù)極材料，該方法制備微膨脹石墨在強(qiáng)酸性環(huán)境中，反應(yīng)要求較高。CN101244814A將瀝青溶液、納米硅粉及顆粒形天然石墨混合碳化制備硅碳負(fù)極材料，該方法難于將納米硅粉均勻的分散，并且制備的材料首次效率偏低。因此，開發(fā)出一種電化學(xué)性能優(yōu)異且制備方法簡便的鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料是所述
技術(shù)領(lǐng)域：
的難點。技術(shù)實現(xiàn)要素：本申請要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種動力鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料制備方法。本申請要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案加以解決：一種動力鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料制備方法，包括：制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒漿料；對所述漿料進(jìn)行噴霧干燥造粒，制得聚酰亞胺包覆納米硅顆粒粉末；將所述聚酰亞胺包覆納米硅顆粒粉末置于反應(yīng)器中進(jìn)行高溫煅燒后，進(jìn)行非破壞其包覆結(jié)構(gòu)粉碎并顆粒形化處理；將粉碎后的粉末與石墨材料粉末混合，制得硅碳復(fù)合負(fù)極材料。上述方法中，所述石墨粉末粒徑為5～25um，含碳量80～99.9%上述方法中，所述制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒漿料，具體包括：將納米硅顆粒粉末和硅烷偶聯(lián)劑加入高沸點的極性非質(zhì)子性溶劑，攪拌預(yù)定時間；加入芳香族二元胺，攪拌至芳香族二元胺完全溶解；在冰水浴及攪拌的條件下，將芳香族二酐分多次加入到反應(yīng)體系中，攪拌得到復(fù)合膠液；將所述復(fù)合膠液在熱水浴中降解，過濾后用乙酸酐和吡啶進(jìn)行化學(xué)酰亞胺化。上述方法中，所述高沸點的極性非質(zhì)子性溶劑包括N,N'-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜或者環(huán)丁砜；所述芳香族二元胺包括對苯二胺、間苯二胺、二苯基甲烷二胺、4,4'-二氨基二苯醚、二氨基二苯砜或者4,4'-聯(lián)苯二胺；所述芳香族二酐包括二苯醚四甲酸二酐、聯(lián)苯四甲酸二酐、酮酐或者六氟二酐。上述方法中，所述納米硅顆粒粉末與所述硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1：(0.03～0.07)；所述納米硅顆粒粉末與所述高沸點的極性非質(zhì)子性溶劑的質(zhì)量比為1：(0.03～0.6)；所述納米硅顆粒粉末與所述芳香族二元胺的質(zhì)量比為1：(2～60)；所述芳香族二元胺與所述均苯四甲酸二酐的物質(zhì)量比為1：1；所述芳香族二酐與所述乙酸酐的物質(zhì)量比為1：1；所述乙酸酐與所述吡啶的物質(zhì)量比為1：1。上述方法中，所述硅烷偶聯(lián)劑包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷和異氰酸丙基三乙氧基硅烷中的一種或是多種的組合。上述方法中，所述對所述聚酰亞胺包覆納米硅顆粒進(jìn)行高溫煅燒，具體包括：將所述聚酰亞胺包覆納米硅顆粒反應(yīng)器中進(jìn)行煅燒，以升溫速度1°C～5°C/min，至溫度為600～900°C，煅燒1～10小時，自然冷卻至室溫。上述方法中，所述反應(yīng)器包括回轉(zhuǎn)爐、輥道窯、推板窯或管式爐；升溫、煅燒和降溫過程中充入保護(hù)性氣體，所述保護(hù)性氣體的流量為0.5～5L/min。上述方法中，所述對所述漿料進(jìn)行噴霧干燥造粒時，進(jìn)料速度為5Kg/h～15Kg/h，進(jìn)風(fēng)口溫度為200～300°C，出風(fēng)口溫度為90～150°C，噴霧頻率為250～350Hz。上述方法中，所述聚酰亞胺包覆納米硅顆粒粉末與所述硅碳復(fù)合負(fù)極材料的質(zhì)量比為（7～20）：100。由于采用了以上技術(shù)方案，使本申請具備的有益效果在于：在本申請的具體實施方式中，由于聚酰亞胺高分子熱解產(chǎn)生的導(dǎo)電碳層均勻覆蓋在硅納米顆粒表面，不僅有效抑制了硅顆粒在電池充放電過程中出現(xiàn)的體積效應(yīng)，還能避免硅與電解液之間發(fā)生不必要的副反應(yīng)，且含有聚酰亞胺高分子的納米硅顆粒分散液不僅有效抑制硅納米顆粒在分散液中的團(tuán)聚現(xiàn)象，同時可作為下一步噴霧干燥過程中的粘結(jié)劑。附圖說明圖1為本申請的方法在一種實施方式中的流程圖；圖2為本申請實施例一的動力鋰離子電池硅碳負(fù)極材料的掃描電鏡圖（SEM）；圖3為本申請實施例一的動力鋰離子電池硅碳負(fù)極材料的首次0.5C充放電性能曲線圖；圖4為本申請實施例一的動力鋰離子電池硅碳負(fù)極材料在相同的電流密度下充電（0.5C），不同的電流密度（0.2C、0.5C、1C、2C、4C），電壓范圍為2.75-4.2V下的放電性能曲線；圖5為本申請實施例一制備的動力鋰離子電池硅碳負(fù)極材料的0.5C充放電循環(huán)性能曲線。具體實施方式下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本申請的動力鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料制備方法，其一種實施方式，包括以下步驟：步驟102：制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒漿料。步驟104：對漿料進(jìn)行噴霧干燥造粒，制得聚酰亞胺包覆納米硅顆粒粉末。對漿料進(jìn)行噴霧干燥造粒時，進(jìn)料速度為5Kg/h～15Kg/h，進(jìn)風(fēng)口溫度為200～300°C，出風(fēng)口溫度為90～150°C，噴霧頻率為250～350Hz。噴霧干燥可在噴霧干燥機(jī)或噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行。步驟106：將聚酰亞胺包覆納米硅顆粒粉末置于反應(yīng)器中進(jìn)行高溫煅燒后，進(jìn)行非破壞其包覆結(jié)構(gòu)粉碎并顆粒形化處理。將聚酰亞胺包覆納米硅顆粒反應(yīng)器中進(jìn)行煅燒，以升溫速度1°C～5°C/min，至溫度為600～900°C，煅燒1～10小時，自然冷卻至室溫。反應(yīng)器包括回轉(zhuǎn)爐、輥道窯、推板窯或管式爐；升溫、煅燒和降溫過程中充入保護(hù)性氣體，保護(hù)性氣體的流量為0.5～5L/min。粉碎處理可使用渦輪式粉碎機(jī)、氣流渦旋微粉機(jī)、超級旋風(fēng)渦流磨、風(fēng)選粉碎機(jī)或雙棍粉碎機(jī)。步驟108：將粉碎后的粉末與石墨材料粉末混合，制得硅碳復(fù)合負(fù)極材料。石墨材料可以包括天然石墨、人造石墨、復(fù)合石墨、軟炭、硬炭和中間相炭微球中的一種或多種。粉碎后粒徑為5～25um，石墨粉末粒徑為5～25um，含碳量為80～99.9%。聚酰亞胺包覆納米硅顆粒粉末與硅碳復(fù)合負(fù)極材料的質(zhì)量比為（7～20）：100?；旌咸幚聿捎玫脑O(shè)備為V型混合機(jī)、槽型混合機(jī)、滾筒混合機(jī)、錐形雙螺旋混合機(jī)或雙重圓錐混合機(jī)。其中，步驟102具體包括以下步驟：步驟1022：將納米硅顆粒粉末和硅烷偶聯(lián)劑加入高沸點的極性非質(zhì)子性溶劑，攪拌預(yù)定時間。硅烷偶聯(lián)劑包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷和異氰酸丙基三乙氧基硅烷中的一種或是多種的組合。高沸點的極性非質(zhì)子性溶劑包括N,N'-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜或者環(huán)丁砜。納米硅顆粒粉末與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1：(0.03～0.07)；納米硅顆粒粉末與高沸點的極性非質(zhì)子性溶劑的質(zhì)量比為1：(0.03～0.6)。步驟1024：加入芳香族二元胺，攪拌至芳香族二元胺完全溶解；芳香族二元胺包括對苯二胺、間苯二胺、二苯基甲烷二胺、4,4’-二氨基二苯醚、二氨基二苯砜或者4,4'-聯(lián)苯二胺。納米硅顆粒粉末與芳香族二元胺的質(zhì)量比為1：(2～60)；步驟1026：在冰水浴及攪拌的條件下，將芳香族二酐分多次加入到反應(yīng)體系中，攪拌得到復(fù)合膠液；芳香族二元胺與芳香族二酐的物質(zhì)量比為1：1；其中，芳香族二酐包括二苯醚四甲酸二酐、聯(lián)苯四甲酸二酐、酮酐或者六氟二酐。步驟1028：將所述復(fù)合膠液在熱水浴中降解，過濾后用乙酸酐和吡啶進(jìn)行化學(xué)酰亞胺化。芳香族二酐與乙酸酐的物質(zhì)量比為1：1；乙酸酐與吡啶的物質(zhì)量比為1：1。在一種實施方式中，可在超聲功率為150w～250w條件下，將納米硅顆粒粉末和硅烷偶聯(lián)劑加入到N,N'-二甲基乙酰胺中，超聲攪拌12h～24h，再向反應(yīng)體系中加入4,4'-二胺基二苯醚，攪拌至4,4'-二胺基二苯醚完全溶解，在冰水浴及攪拌速度為1000r/min~2000r/min的條件下，將均苯四甲酸二酐分4次～8次加入到反應(yīng)體系中，攪拌12h～24h，得到復(fù)合膠液，然后將復(fù)合膠液在溫度為30°C～70°C的熱水浴中降解30min～60min，并過濾去除氣體及雜質(zhì)，最后用乙酸酐和吡啶進(jìn)行化學(xué)酰亞胺化，得到納米硅顆粒/聚酰亞胺漿料。本申請的方法制得的動力鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料，首先具有較好的循環(huán)性能，又因其具有較高的比容量和倍率性能，在3C和動力鋰離子電池領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景；其次制備成本低廉，無苛刻條件，工藝簡單可控，易于工業(yè)化；最后可通過調(diào)節(jié)硅粉、高分子與石墨的質(zhì)量比例，容易制備出不同容量的硅碳復(fù)合負(fù)極材料。實施例一：一．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒漿料：在超聲功率為150w條件下，將1Kg納米硅顆粒粉末和30g硅烷偶聯(lián)劑加入到600gN,N'-二甲基乙酰胺中，超聲攪拌12h，再向反應(yīng)體系中加入2Kg4,4'-二胺基二苯醚，攪拌至4,4'-二胺基二苯醚完全溶解，在冰水浴及攪拌速度為1000r/min的條件下，將2.178Kg均苯四甲酸二酐分4次加入到反應(yīng)體系中，攪拌12h，得到復(fù)合膠液，然后將復(fù)合膠液在溫度為30°C的熱水浴中降解30min，并過濾去除氣體及雜質(zhì)，最后用1kg乙酸酐和1kg吡啶進(jìn)行化學(xué)酰亞胺化，得到納米硅顆粒/聚酰亞胺漿料；二．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒：將漿料進(jìn)行噴霧干燥造粒，進(jìn)料速度為5Kg/h,進(jìn)風(fēng)口溫度為200°C，出風(fēng)口溫度為90°C，噴霧頻率為250Hz。三．高溫煅燒：將干燥得到的粉末在反應(yīng)器中進(jìn)行煅燒，以升溫速度3°C/min，至溫度為600°C，煅燒1h，煅燒結(jié)束后，爐內(nèi)自然冷卻至室溫。四．粉碎：將上述制備得到的包覆后材料按現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行非破壞其包覆結(jié)構(gòu)粉碎并顆粒形化處理，粉碎后粒徑分布為5～10um。五．與石墨粉共混：根據(jù)鋰離子電池容量需求，將粉碎后的粉末與平均粒徑為10～15um、含碳量80%的石墨類材料混合，其中硅碳復(fù)合粉末占鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的質(zhì)量為7%，得到鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料。圖2為實施例一的動力鋰離子電池硅碳負(fù)極材料的掃描電鏡圖（SEM）；圖3為實施例一的動力鋰離子電池硅碳負(fù)極材料的首次0.5C充放電性能曲線圖；圖4為實施例一的動力鋰離子電池硅碳負(fù)極材料在相同的電流密度下充電（0.5C），不同的電流密度（0.2C、0.5C、1C、2C、4C），電壓范圍為2.75-4.2V下的放電性能曲線；圖5為實施例一制備的動力鋰離子電池硅碳負(fù)極材料的0.5C充放電循環(huán)性能曲線。實施例二：一．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒漿料：在超聲功率為180w條件下，將1Kg納米硅顆粒粉末和40g硅烷偶聯(lián)劑加入到700gN,N'-二甲基乙酰胺中，超聲攪拌14h，再向反應(yīng)體系中加入3Kg4,4'-二胺基二苯醚，攪拌至4,4'-二胺基二苯醚完全溶解，在冰水浴及攪拌速度為1200r/min的條件下，將3.267Kg均苯四甲酸二酐分4次加入到反應(yīng)體系中，攪拌14h，得到復(fù)合膠液，然后將復(fù)合膠液在溫度為30°C的熱水浴中降解30min，并過濾去除氣體及雜質(zhì)，最后用1.5Kg乙酸酐和1.5Kg吡啶進(jìn)行化學(xué)酰亞胺化，得到納米硅顆粒/聚酰亞胺漿料；二．制備納米硅顆粒/聚酰亞胺顆粒：將漿料進(jìn)行噴霧干燥造粒，進(jìn)料速度為6Kg/h,進(jìn)風(fēng)口溫度為220°C，出風(fēng)口溫度為100°C，噴霧頻率為270Hz。三．高溫煅燒：將干燥得到的粉末在反應(yīng)器中進(jìn)行煅燒，以升溫速度3°C/min，至溫度為650°C，煅燒1.5h，煅燒結(jié)束后，爐內(nèi)自然冷卻至室溫。四．粉碎：將上述制備得到的包覆后材料按現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行非破壞其包覆結(jié)構(gòu)粉碎并顆粒形化處理，粉碎后粒徑分布為6～12um。五．與石墨粉共混：根據(jù)鋰離子電池容量需求，將粉碎后的粉末與平均粒徑為5～10um、含碳量82.5%的石墨類材料混合，其中硅碳復(fù)合粉末占鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的質(zhì)量為8%，得到鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料。實施例三：一．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒漿料：在超聲功率為200w條件下，將1kg納米硅顆粒粉末和50g硅烷偶聯(lián)劑加入到800gN,N'-二甲基乙酰胺中，超聲攪拌15h，再向反應(yīng)體系中加入4Kg4,4'-二胺基二苯醚，攪拌至4,4'-二胺基二苯醚完全溶解，在冰水浴及攪拌速度為1350r/min的條件下，將4.356Kg均苯四甲酸二酐分5次加入到反應(yīng)體系中，攪拌16h，得到復(fù)合膠液，然后將復(fù)合膠液在溫度為40°C的熱水浴中降解40min，并過濾去除氣體及雜質(zhì)，最后用2Kg乙酸酐和2Kg吡啶進(jìn)行化學(xué)酰亞胺化，得到納米硅顆粒/聚酰亞胺漿料；二．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒：將漿料進(jìn)行噴霧干燥造粒，進(jìn)料速度為6Kg/h,進(jìn)風(fēng)口溫度為240°C，出風(fēng)口溫度為110°C，噴霧頻率為270Hz。三．高溫煅燒：將干燥得到的粉末在反應(yīng)器中進(jìn)行煅燒，以升溫速度3°C/min，至溫度為750°C，煅燒3小時，煅燒結(jié)束后，爐內(nèi)自然冷卻至室溫。四．粉碎：將上述制備得到的包覆后材料按現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行非破壞其包覆結(jié)構(gòu)粉碎并顆粒形化處理，粉碎后粒徑分布為15~25um。五．與石墨粉共混：根據(jù)鋰離子電池容量需求，將粉碎后的粉末與平均粒徑為10~20um、含碳量85%的石墨類材料混合，其中硅碳復(fù)合粉末占鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的質(zhì)量為9%，得到鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料。實施例四：一．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒漿料：在超聲功率為200w條件下，將1Kg納米硅顆粒粉末和50g硅烷偶聯(lián)劑加入到900gN,N'-二甲基乙酰胺中，超聲攪拌16h，再向反應(yīng)體系中加入6Kg4,4'-二胺基二苯醚，攪拌至4,4'-二胺基二苯醚完全溶解，在冰水浴及攪拌速度為1600r/min的條件下，將6.534Kg均苯四甲酸二酐分6次加入到反應(yīng)體系中，攪拌16h，得到復(fù)合膠液，然后將復(fù)合膠液在溫度為50°C的熱水浴中降解50min，并過濾去除氣體及雜質(zhì)，最后用3Kg乙酸酐和3Kg吡啶進(jìn)行化學(xué)酰亞胺化，得到納米硅顆粒/聚酰亞胺漿料；二．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒：將漿料進(jìn)行噴霧干燥造粒，進(jìn)料速度為10Kg/h,進(jìn)風(fēng)口溫度為250°C，出風(fēng)口溫度為120°C，噴霧頻率為300Hz。三．高溫煅燒：將干燥得到的粉末在反應(yīng)器中進(jìn)行煅燒，以升溫速度3°C/min，至溫度為800°C，煅燒5小時，煅燒結(jié)束后，爐內(nèi)自然冷卻至室溫。四．粉碎：將上述制備得到的包覆后材料按現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行非破壞其包覆結(jié)構(gòu)粉碎并顆粒形化處理，粉碎后粒徑分布為7～22um。五．與石墨粉共混：根據(jù)鋰離子電池容量需求，將粉碎后的粉末與平均粒徑為5～18um、含碳量90%的石墨類材料混合，其中硅碳復(fù)合粉末占鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的質(zhì)量為10%，得到鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料。實施例五：一．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒漿料：在超聲功率為220w條件下，將1Kg納米硅顆粒粉末和50g硅烷偶聯(lián)劑加入到1KgN,N'-二甲基乙酰胺中，超聲攪拌18h，再向反應(yīng)體系中加入8Kg4,4'-二胺基二苯醚，攪拌至4,4'-二胺基二苯醚完全溶解，在冰水浴及攪拌速度為1600r/min的條件下，將8.712Kg均苯四甲酸二酐分6次加入到反應(yīng)體系中，攪拌18h，得到復(fù)合膠液，然后將復(fù)合膠液在溫度為60°C的熱水浴中降解50min，并過濾去除氣體及雜質(zhì)，最后用4Kg乙酸酐和4Kg吡啶進(jìn)行化學(xué)酰亞胺化，得到納米硅顆粒/聚酰亞胺漿料；二．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒：將漿料進(jìn)行噴霧干燥造粒，進(jìn)料速度為12Kg/h,進(jìn)風(fēng)口溫度為270°C，出風(fēng)口溫度為125°C，噴霧頻率為300Hz。三．高溫煅燒：將干燥得到的粉末在反應(yīng)器中進(jìn)行煅燒，以升溫速度3°C/min，至溫度為800°C，煅燒6小時，煅燒結(jié)束后，爐內(nèi)自然冷卻至室溫。四．粉碎：將上述制備得到的包覆后材料按現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行非破壞其包覆結(jié)構(gòu)粉碎并顆粒形化處理，粉碎后粒徑分布為12～18um。五．與石墨粉共混：根據(jù)鋰離子電池容量需求，將粉碎后的粉末與平均粒徑為10～22um、含碳量92%的石墨類材料混合，其中硅碳復(fù)合粉末占鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的質(zhì)量為15%，得到鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料。實施例六：一．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒漿料：在超聲功率為240w條件下，將1Kg納米硅顆粒粉末和60g硅烷偶聯(lián)劑加入到1.2KgN,N'-二甲基乙酰胺中，超聲攪拌22h，再向反應(yīng)體系中加入10Kg4,4'-二胺基二苯醚，攪拌至4,4'-二胺基二苯醚完全溶解，在冰水浴及攪拌速度為1800r/min的條件下，將10.89Kg均苯四甲酸二酐分8次加入到反應(yīng)體系中，攪拌22h，得到復(fù)合膠液，然后將復(fù)合膠液在溫度為70°C的熱水浴中降解60min，并過濾去除氣體及雜質(zhì)，最后用5Kg乙酸酐和5Kg吡啶進(jìn)行化學(xué)酰亞胺化，得到納米硅顆粒/聚酰亞胺漿料；二．制備聚酰亞胺包覆納米硅顆粒：將漿料進(jìn)行噴霧干燥造粒，進(jìn)料速度為14Kg/h,進(jìn)風(fēng)口溫度為280°C，出風(fēng)口溫度為140°C，噴霧頻率為320Hz。三．高溫煅燒：將干燥得到的粉末在反應(yīng)器中進(jìn)行煅燒，以升溫速度3°C/min，至溫度為900°C，煅燒8小時，煅燒結(jié)束后，爐內(nèi)自然冷卻至室溫。四．粉碎：將上述制備得到的包覆后材料按現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行非破壞其包覆結(jié)構(gòu)粉碎并顆粒形化處理，粉碎后粒徑分布為15～25um。五．與石墨粉共混：根據(jù)鋰離子電池容量需求，將粉碎后的粉末與平均粒徑為10～20um、含碳量95%的石墨類材料混合，其中硅碳復(fù)合粉末占鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的質(zhì)量為15%，得到鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料。鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的性能測試：一．半電池的組裝及測試：將實施例一到實施例六所制備的鋰離子電池負(fù)極材料分別與導(dǎo)電劑乙炔黑、粘結(jié)劑CMC（羥甲基纖維素鈉）和SBR（丁苯橡膠）按照質(zhì)量比8:1:1混合均勻，用水作溶劑，顆粒磨混合后，涂覆在銅箔上制備成電極。裝電池前，切成1cm×1cm的小極片，120°C真空干燥12h。在手套箱中（MBraun）裝配CR2025型電池，以純Li片為負(fù)極，Celgard2300為隔膜，EC:DMC（1:1體積比,1mol/LLiPF6,Samsung）為電解液。用Land對電池進(jìn)行充放電測試；二．將實施例一至實施例六所制備的負(fù)極材料組裝成半電池在25°C時，在0.5C電流密度下充放電，充放電的電壓為0.001～1.5V。表1實施例所制備的動力鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的放電循環(huán)測試數(shù)據(jù)實施例理論克容量（mAh/g）首次庫倫效率（%）500次可逆比容量（mAh/g）容量保持率（%）1451.289.5%440.397.62486.388.9%467.896.23501.887.1%481.796.04567.586.5%539.795.15593.884.7%502.995.06600.583.5%501.495.6三．全電池的組裝及測試：將實施例一所制備的動力鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料作鋰離子電池負(fù)極活性物質(zhì)，導(dǎo)電劑乙炔黑，丁苯橡膠SBR為粘結(jié)劑，羧甲基纖維素CMC為增稠劑制得電極材料；三者按照質(zhì)量比為活性物質(zhì)：CMC：SBR=96.5:1.5：1.5:2的方式混合。加入適量的去離子水，用調(diào)漿機(jī)調(diào)勻成糊狀，然后采用涂布機(jī)涂料于銅箔上，真空干燥后作鋰離子全電池負(fù)極。以鈷酸鋰LiCoO2、鎳酸鋰LiNiO2或尖晶石錳酸鋰LiMn2O4為正極材料；以1MLiPF6/EC+DMC+EMC為電解液；以Celgard2300型PE/PP/PE復(fù)合膜為隔膜；采用常規(guī)18650型單體電池的生產(chǎn)工藝裝配全電池，用武漢金諾LandCT2001A充放電測試柜。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本申請所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本申請的具體實施只局限于這些說明。對于本申請所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。當(dāng)前第1頁1 2 3