納米硅合金基復(fù)合負極材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米硅合金基復(fù)合負極材料，具有三殼層結(jié)構(gòu)，核層為納米碳材料包覆的納米硅合金，三殼層為三殼層結(jié)構(gòu)是以納米Fe3O4微球為犧牲模板制備的導(dǎo)電聚合物薄膜層。本發(fā)明還公開了一種納米硅合金基復(fù)合負極材料的制備方法，首先通過球磨法制備納米硅合金材料，與納米碳材料濕法研磨后進行熱包覆，形成納米碳材料包覆的納米硅合金核層，然后利用犧牲Fe3O4微球模板法在核層表面形成具有三層殼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電聚合物薄膜層，有效的緩沖納米硅合金材料的體積膨脹。本發(fā)明納米硅合金基復(fù)合材料具有比容量高，循環(huán)性能和倍率性能優(yōu)良、振實密度高等優(yōu)點。本發(fā)明提供的負極材料的制備工藝簡單，環(huán)境友好無污染。
【專利說明】
納米娃合金基復(fù)合負極材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子負極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米娃合金基復(fù)合負極材 料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子次電池由于具有體積小、能量密度大等特點，在移動通信設(shè)備、數(shù)碼相機、 筆記本電腦等電子產(chǎn)品被廣泛作為主流電源使用。但隨著電子電器小型化、高能化、便攜化 的發(fā)展需求以及電動汽車的研制和開發(fā)，對鋰離子電池的性能有更高的要求。而鋰離子電 池性能的改善主要取決于嵌鋰電極材料能量密度和循環(huán)壽命的提高，目前鋰離子電池廣 泛采用的石墨類碳負極材料的理論儲鋰容量較低，顯然已不能適應(yīng)發(fā)展的需求，開發(fā)新型 高性能負極材料已成當務(wù)之急。研究發(fā)現(xiàn)將硅基材料具有極高的比容量，理論容量可以達 至lj4200mAh/g，因此將硅基材料作為鋰離子電池負極材料受到越來越多的關(guān)注。
[0003] 但是，硅基材料在脫嵌鋰前后會產(chǎn)生巨大的體積變化，造成硅材料的破碎、粉化導(dǎo) 致脫嵌鋰能力的喪失，使硅負極材料與導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)脫離，內(nèi)阻增加，導(dǎo)致可逆容量迅速衰減， 鋰電池循環(huán)性能大幅度下降。針對上述問題，研究者們積極探索提高硅負極材料循環(huán)性能 的方法。研究表明將金屬粉末與娃粉復(fù)合制備娃合金負極材料能極大的改善娃負極材料的 性能。金屬本身具有良好的延展性，高導(dǎo)電率，機械強度高等優(yōu)勢，故選擇合適的金屬與硅 形成硅合金，能有效地克服硅在充放電過程中的體積效應(yīng)，提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性，導(dǎo)電性 也得到一定改善。
[0004] 中國專利公開號CN 104241619A公開了一種鋰離子電池用硅合金基復(fù)合負極材 料，為多孔硅氧碳骨架結(jié)構(gòu)和填充在其中的尺寸低于IOym的硅合金材料。將活性的納米硅 合金材料(SiMzOw )牢固地分散在以碳、硅、氧三種元素構(gòu)成的多孔骨架中，從而使其在嵌/ 脫鋰過程中保持較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)構(gòu)型，能夠大大減少活性硅合金納米材料在充放電循環(huán)過 程中硅與金屬界面的分離破碎，從而保證了合金材料具有較好的電化學(xué)穩(wěn)定性。
[0005] 中國專利公開號CN 105047872A公開了納米氧化亞鎳-鎳硅合金鋰離子電池負極 材料制備方法，該鋰電池負極材料特征為具有高度有序微納米硅微通道襯底、具有良好導(dǎo) 電NiSi層電荷收集層、NiO納米活性層具有大比表面積以及電極有序孔道利于電解質(zhì)溶液 浸入。這種高度有序三維微納米孔洞NiO/Si-MCP(氧化亞鎳/硅微通道)負極材料對電解質(zhì) 浸透、電荷輸運和鋰離子的嵌入與脫嵌有良好的物理和電化學(xué)支持，可用于制備可集成的 鋰離子電池極板材料。
[0006]中國專利公開號CN 104617269A公開了一種娃合金復(fù)合負極材料、制備方法及鋰 離子電池，該發(fā)明結(jié)合納米復(fù)合、表面改性及均相包覆技術(shù)，制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的硅合金 負極材料。所述負極材料內(nèi)核為石墨與涂覆在石墨表面的娃合金構(gòu)成，不僅保證了材料的 高容量，還能緩解充放電過程中，體積膨脹收縮效應(yīng)，穩(wěn)定材料的結(jié)構(gòu);外殼為裂解碳層，一 方面能均相包覆硅合金，避免合金材料與電解液直接接觸，另一方面可提升材料的電導(dǎo)率。
[0007]目前，研究表明硅復(fù)合材料均能有效地降低充放電過程中由于硅體積膨脹對電池 性能的影響，主要通過形貌結(jié)構(gòu)的變化、摻雜和碳包覆等提高其電化學(xué)性能，其中常見的硅 基復(fù)合材料包括硅-金屬合金、硅非金屬化合物。然而，目前已有的硅合金負極材料容量及 首效普遍偏低，制備的材料一致性較差，仍然不能有效的解決由于硅的膨脹而導(dǎo)致電池循 環(huán)性能下降的問題。因此，設(shè)計開發(fā)一種能夠解決硅合金在嵌/脫鋰過程中體積膨脹所帶來 的容量衰減問題，得到高循環(huán)穩(wěn)定性的娃合金基負極材料，將對促進娃合金基負極復(fù)合材 料在鋰離子電池中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種納米硅合金基復(fù)合負極材料，以解決現(xiàn)有 技術(shù)中含硅負極材料易膨脹導(dǎo)致的電池循環(huán)性能下降的問題。本發(fā)明的另一目的在于提供 一種納米硅合金基復(fù)合負極材料的制備方法，以實現(xiàn)具有高比容量、長循環(huán)壽命等優(yōu)異性 能的鋰離子電池的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0009] 為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種納米娃合金基復(fù)合負極材料，其特征在于，所述娃負極復(fù)合材料具有三殼層結(jié)構(gòu)， 核層為納米碳材料包覆的納米硅合金，殼層為導(dǎo)電聚合物薄膜層;其中所述的納米碳材料 為碳納米管和石墨稀按質(zhì)量比為2~5:1組成;所述的納米娃合金為SixSn yMm，其中M為Ni、Zn、 Mu、Ti 中的任意一種，x、y、m分別代表原子比，l.(Xx<3.0,0.5<y<1.0,0· KmSO · 5;所 述的三殼層結(jié)構(gòu)是以納米Fe3〇4微球為犧牲模板制備的。
[0010] 優(yōu)選的，所述的三殼層結(jié)構(gòu)的最內(nèi)殼層的厚度在1〇~30nm，第二層的殼層厚度為40 ~IOOnm之間，外殼層的厚度在120~250nm之間。
[0011] 優(yōu)選的，所述的納米Fe3O4微球為粒徑為200~400nm，殼層的厚度為20~40nm，內(nèi)腔 中含有粒徑為40~80nm的Fe3〇4實心球的搖鈴型結(jié)構(gòu)的Fe3〇4微球。
[0012] 優(yōu)選的，所述的導(dǎo)電聚合物薄膜為聚苯胺薄膜、聚吡咯薄膜中的任意一種。
[0013] 優(yōu)選的，所述的碳納米管為經(jīng)過酸化處理的管外直徑5~30nm的多壁碳納米管；所 述的石墨烯為層數(shù)少于10層的氧化石墨烯。
[0014] -種納米硅合金基復(fù)合負極材料的制備方法，包括以下步驟： (1)根據(jù)納米硅合金為SixSnyMm各原子的比例，將Si、Sn、M各原料粉末與球磨珠加入到 球磨機中，通入惰性氣體球磨形成納米娃合金材料，球磨時間為20~80h，球磨轉(zhuǎn)速為800~ 1500rpm;其中其中M為附、211、]?11、11中的至少一種 ； (2 )將步驟(1)中得到的納米娃合金材料與納米碳材料混合加入到超聲機中，加入濃度 為5~10 mM/L的分散劑溶液，超聲分散20~40min，混合形成分散均勻的混合粉末漿料，將混 合粉末衆(zhòng)料與球磨珠加入球磨機中，球磨40~90min，離心、過濾、洗滌，得到混合物;將混合 物在氮氣保護氛圍下高溫處理2~4小時，反應(yīng)溫度為500~900°C，得到納米碳材料包覆的納 米娃合金； (3)將納米Fe3O4微球分散在質(zhì)量濃度為10%~15%的N-甲基吡咯烷酮的水溶液中，超 聲20~40min使Fe3〇4微球分散均勾，加入步驟(2)得到的納米碳材料包覆的納米娃合金，加入 濃度為3~8 mM/L的氫氟酸，攪拌均勻得到混合液，在攪拌條件下將導(dǎo)電聚合物單體加入到 上述混合液中，室溫下攪拌反應(yīng)20~50min，加入濃度為1~5mM/L的過硫酸鈉，在溫度為40°C ~70°C下進行攪拌反應(yīng)50~120min，得到含有導(dǎo)電聚合物殼層結(jié)構(gòu)的納米娃合金復(fù)合材料； (4)將步驟(3)中得到的乳液離心分離得到沉淀，將沉淀洗滌除去雜質(zhì)，真空干燥，即得 納米娃合金基復(fù)合負極材料。
[0015] 優(yōu)選的，上述步驟(2)所述的納米娃合金材料與納米碳材料的質(zhì)量比為1~3:1;所 述分散劑為聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉中的至 少一種。
[0016] 優(yōu)選的，上述步驟(3)所述的納米Fe3〇4微球與納米娃合金材料的質(zhì)量比為1:5~15; 所述的導(dǎo)電聚合物單體為苯胺或吡咯，其中導(dǎo)電聚合物單體與納米硅合金材料的質(zhì)量比為 1:1~5〇
[0017] 本發(fā)明一種納米硅合金基復(fù)合負極材料及其制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出 的特點和優(yōu)異的效果在于： 1、本發(fā)明所制備的納米硅合金基復(fù)合負極材料結(jié)構(gòu)新穎，具有三殼層結(jié)構(gòu)，解決了納 米硅作為鋰離子電池負極材料時的體積膨脹問題。
[0018] 2、本發(fā)明利用納米Fe3O4微球作為犧牲模板，通過酸摻雜劑的蝕刻作用，導(dǎo)電聚合 物單體在搖鈴型結(jié)構(gòu)的Fe3O4微球殼層的兩面及內(nèi)腔中含有的Fe3O 4實心球的表面進行聚 合，得到表面包覆導(dǎo)電聚合物薄膜的三層殼結(jié)構(gòu)的納米硅合金復(fù)合材料，為硅材料的體積 膨脹提供充足的空間，防止反應(yīng)力對合金材料結(jié)構(gòu)的破壞，從而提高鋰電池的循環(huán)性能。
[0019] 3、本發(fā)明利用多壁碳納米管和石墨烯混合材料作為碳包覆劑，在納米硅合金材料 表面形成網(wǎng)狀緩沖層，緩沖納米硅材料的體積膨脹，且多壁碳納米管的管道結(jié)構(gòu)有利于鋰 離子的快速擴散，提高硅負極材料的儲鋰比容量與循環(huán)性能。
[0020] 4、本發(fā)明方法簡單易行，實用化程度高，制備的硅復(fù)合材料具有可逆容量大、循環(huán) 性能和大電流放電能力好、振實密度高等優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0021] 以下結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細的闡述，并不限制于本發(fā)明。在不脫離 本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或改 進，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0022] 實施例1 (1) 根據(jù)納米硅合金為Si1SntL5NitL 1各原子的比例，將Si、Sn、M各原料粉末與球磨珠加 入到球磨機中，通入惰性氣體球磨形成納米娃合金材料，球磨時間為80h，球磨轉(zhuǎn)速為 800rpm； (2) 將步驟(1)中得到的納米娃合金材料與納米碳材料按質(zhì)量比為1:1混合加入到超聲 機中，加入濃度為10 mM/L的聚乙烯醇溶液，超聲分散40min，混合形成分散均勻的混合粉末 漿料，將混合粉末漿料與球磨珠加入球磨機中，球磨40min，離心、過濾、洗滌，得到混合物； 將混合物在氮氣保護氛圍下高溫處理2小時，反應(yīng)溫度為900°C，得到納米碳材料包覆的納 米娃合金； (3 )將納米F e 3 0 4微球分散在質(zhì)量濃度為10 %的N -甲基吡咯烷酮的水溶液中，超聲 40min使Fe3〇4微球分散均勾，加入步驟(2)得到的納米碳材料包覆的納米娃合金，加入濃度 為3mM/L的氫氟酸，攪拌均勻得到混合液，在攪拌條件下將導(dǎo)電聚合物單體苯胺加入到上述 混合液中，室溫下攪拌反應(yīng)50min，加入濃度為ImM/L的過硫酸鈉，在溫度為70°C下進行攪拌 反應(yīng)50min，得到含有導(dǎo)電聚合物殼層結(jié)構(gòu)的納米娃合金復(fù)合材料;其中所述的納米Fe3〇4微 球與納米硅合金材料的質(zhì)量比為1:15;所述的導(dǎo)電聚合物單體與納米硅合金材料的質(zhì)量比 為 1:5; (4)將步驟(3)中得到的乳液離心分離得到沉淀，將沉淀洗滌除去雜質(zhì)，真空干燥，即得 納米娃合金基復(fù)合負極材料。
[0023]上述所得的納米硅合金基復(fù)合負極材料具有三殼層結(jié)構(gòu)，最內(nèi)殼層的厚度在 10nm，第二層的殼層厚度為40nm之間，外殼層的厚度在120nm之間。納米娃合金基復(fù)合負極 材料的電化學(xué)性能見表1。
[0024] 實施例2 (1) 根據(jù)納米硅合金為Si2SmZntL2各原子的比例，將Si、Sn、M各原料粉末與球磨珠加入 到球磨機中，通入惰性氣體球磨形成納米娃合金材料，球磨時間為60h，球磨轉(zhuǎn)速為 1200rpm； (2) 將步驟(1)中得到的納米娃合金材料與納米碳材料按質(zhì)量比為2:1混合加入到超聲 機中，加入濃度為8 mM/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液，超聲分散20min，混合形成分散均勻的混 合粉末衆(zhòng)料，將混合粉末衆(zhòng)料與球磨珠加入球磨機中，球磨60min，離心、過濾、洗滌，得到混 合物;將混合物在氮氣保護氛圍下高溫處理3小時，反應(yīng)溫度為700°C，得到納米碳材料包覆 的納米娃合金； (3) 將納米Fe3O4微球分散在質(zhì)量濃度為15%的N-甲基吡咯烷酮的水溶液中，超聲 30min使Fe3〇4微球分散均勾，加入步驟(2)得到的納米碳材料包覆的納米娃合金，加入濃度 為5 mM/L的氫氟酸，攪拌均勻得到混合液，在攪拌條件下將導(dǎo)電聚合物單體吡咯加入到上 述混合液中，室溫下攪拌反應(yīng)30min，加入濃度為3mM/L的過硫酸鈉，在溫度為50°C下進行攪 拌反應(yīng)80min，得到含有導(dǎo)電聚合物殼層結(jié)構(gòu)的納米娃合金復(fù)合材料;其中所述的納米Fe3〇4 微球與納米硅合金材料的質(zhì)量比為1:10;所述的導(dǎo)電聚合物單體與納米硅合金材料的質(zhì)量 比為1:3; (4) 將步驟(3)中得到的乳液離心分離得到沉淀，將沉淀洗滌除去雜質(zhì)，真空干燥，即得 納米娃合金基復(fù)合負極材料。
[0025]上述所得的納米娃合金基復(fù)合負極材料具有三殼層結(jié)構(gòu)，最內(nèi)殼層的厚度在2nm， 第二層的殼層厚度為60nm之間，外殼層的厚度在150nm之間。納米娃合金基復(fù)合負極材料的 電化學(xué)性能見表1。
[0026] 實施例3 (1)納米硅合金為Si3SmMuth5各原子的比例，將Si、Sn、M各原料粉末與球磨珠加入到球 磨機中，通入惰性氣體球磨形成納米娃合金材料，球磨時間為20h，球磨轉(zhuǎn)速為1500rpm; (2 )將步驟(1)中得到的納米娃合金材料與納米碳材料按質(zhì)量比為3:1混合加入到超聲 機中，加入濃度為10 mM/L的十六烷基三甲基氯化銨溶液，超聲分散20min，混合形成分散均 勻的混合粉末漿料，將混合粉末漿料與球磨珠加入球磨機中，球磨50min，離心、過濾、洗滌， 得到混合物;將混合物在氮氣保護氛圍下高溫處理4小時，反應(yīng)溫度為500°C，得到納米碳材 料包覆的納米娃合金； (3)將納米Fe3O4微球分散在質(zhì)量濃度為12%的N-甲基吡咯烷酮的水溶液中，超聲 30min使Fe3〇4微球分散均勾，加入步驟(2)得到的納米碳材料包覆的納米娃合金，加入濃度 為6 mM/L的氫氟酸，攪拌均勻得到混合液，在攪拌條件下將導(dǎo)電聚合物單體苯胺加入到上 述混合液中，室溫下攪拌反應(yīng)20min，加入濃度為4mM/L的過硫酸鈉，在溫度為40°C下進行攪 拌反應(yīng)120min，得到含有導(dǎo)電聚合物殼層結(jié)構(gòu)的納米娃合金復(fù)合材料；其中所述的納米 Fe3〇4微球與納米娃合金材料的質(zhì)量比為1:5;所述的導(dǎo)電聚合物單體與納米娃合金材料的 質(zhì)量比為1:2; (4)將步驟(3)中得到的乳液離心分離得到沉淀，將沉淀洗滌除去雜質(zhì)，真空干燥，即得 納米娃合金基復(fù)合負極材料。
[0027]上述所得的納米硅合金基復(fù)合負極材料具有三殼層結(jié)構(gòu)，最內(nèi)殼層的厚度在 30nm，第二層的殼層厚度為80nm之間，外殼層的厚度在200nm之間。納米娃合金基復(fù)合負極 材料的電化學(xué)性能見表1。
[0028] 實施例4 (1)根據(jù)納米硅合金為Si1SntL5TitL 1各原子的比例，將Si、Sn、M各原料粉末與球磨珠加 入到球磨機中，通入惰性氣體球磨形成納米娃合金材料，球磨時間為60h，球磨轉(zhuǎn)速為 800rpm； (2 )將步驟(1)中得到的納米娃合金材料與納米碳材料按質(zhì)量比為3:1混合加入到超聲 機中，加入濃度為8 mM/L的十二烷基苯磺酸鈉溶液，超聲分散20~40min，混合形成分散均勾 的混合粉末漿料，將混合粉末漿料與球磨珠加入球磨機中，球磨60min，離心、過濾、洗滌，得 到混合物;將混合物在氮氣保護氛圍下高溫處理4小時，反應(yīng)溫度為600°C，得到納米碳材料 包覆的納米娃合金； (3) 將納米Fe3O4微球分散在質(zhì)量濃度為15%的N-甲基吡咯烷酮的水溶液中，超聲 20min使Fe3〇4微球分散均勾，加入步驟(2)得到的納米碳材料包覆的納米娃合金，加入濃度 為8 mM/L的氫氟酸，攪拌均勻得到混合液，在攪拌條件下將導(dǎo)電聚合物單體吡咯加入到上 述混合液中，室溫下攪拌反應(yīng)50min，加入濃度為5mM/L的過硫酸鈉，在溫度為70°C下進行攪 拌反應(yīng)60min，得到含有導(dǎo)電聚合物殼層結(jié)構(gòu)的納米娃合金復(fù)合材料;其中所述的納米Fe3〇4 微球與納米硅合金材料的質(zhì)量比為1:10;所述的導(dǎo)電聚合物單體與納米硅合金材料的質(zhì)量 比為1:1; (4) 將步驟(3)中得到的乳液離心分離得到沉淀，將沉淀洗滌除去雜質(zhì)，真空干燥，即得 納米娃合金基復(fù)合負極材料。
[0029]上述所得的納米硅合金基復(fù)合負極材料具有三殼層結(jié)構(gòu)，最內(nèi)殼層的厚度在 30nm，第二層的殼層厚度為IOOnm之間，外殼層的厚度在250nm之間。納米娃合金基復(fù)合負極 材料的電化學(xué)性能見表1。
[0030]表1.實施例中納米硅合金基復(fù)合負極材料的充放電性能
注:在常溫條件，0.2C恒流充放電，充放電電壓限制在2.75~4.2V。
[0031]從上表我們可以看出，本發(fā)明的納米硅合金基復(fù)合負極材料相對于現(xiàn)有技術(shù)的硅 負極材料具有較高的可逆容量以及較好的循環(huán)特性，循環(huán)500次后容量保持率在90%左右， 解決了現(xiàn)有硅負極材料的循環(huán)性能，進一步滿足了現(xiàn)有高性能電池的需求。
【主權(quán)項】
1. 一種納米娃合金基復(fù)合負極材料，其特征在于，所述復(fù)合負極材料具有三殼層結(jié)構(gòu)， 核層為納米碳材料包覆的納米硅合金，殼層為導(dǎo)電聚合物薄膜層;其中所述的納米碳材料 為碳納米管和石墨稀按質(zhì)量比為2~5:1組成;所述的納米娃合金為SixSnyMm，其中Μ為Ni、Zn、 Mu、Ti 中的任意一種，叉、：^、111分別代表原子比，1.0^^<3.0,0.5^^<1.0,0.1<111<0.5;所 述的三殼層結(jié)構(gòu)是以納米Fe 3〇4微球為犧牲模板制備的導(dǎo)電聚合物薄膜層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米娃合金基復(fù)合負極材料，其特征在于，所述的三殼層結(jié)構(gòu) 的最內(nèi)殼層的厚度在10~30nm，第二層的殼層厚度為40~lOOnm之間，外殼層的厚度在120~ 250nm之間。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米娃合金基復(fù)合負極材料，其特征在于，所述的納米Fe3〇4微 球為粒徑為200~400nm，殼層的厚度為20~40nm，內(nèi)腔中含有粒徑為40~80nm的Fe 3〇4實心球 的搖鈴型結(jié)構(gòu)的Fe3〇4微球。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米娃合金基復(fù)合負極材料，其特征在于，所述的導(dǎo)電聚合物 薄膜為聚苯胺薄膜、聚吡咯薄膜中的任意一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米硅合金基復(fù)合負極材料，其特征在于，所述的碳納米管為 經(jīng)過酸化處理的管外直徑5~30nm的多壁碳納米管;所述的石墨烯為層數(shù)少于10層的氧化石 墨稀。6. -種制備權(quán)利要求1-5中任一項所述的納米娃合金基復(fù)合負極材料的方法，包括 以下步驟： (1) 根據(jù)納米硅合金為SixSnyMm各原子的比例，將Si、Sn、M各原料粉末與球磨珠加入到 球磨機中，通入惰性氣體球磨形成納米娃合金材料，球磨時間為20~80h，球磨轉(zhuǎn)速為800~ 1500rpm;其中其中Μ為附、211、]?11、11中的至少一種 ； (2) 將步驟(1)中得到的納米娃合金材料與納米碳材料混合加入到超聲機中，加入濃度 為5~10 mM/L的分散劑溶液，超聲分散20~40min，混合形成分散均勻的混合粉末漿料，將混 合粉末衆(zhòng)料與球磨珠加入球磨機中，球磨40~90min，離心、過濾、洗滌，得到混合物;將混合 物在氮氣保護氛圍下高溫處理2~4小時，反應(yīng)溫度為500~900°C，得到納米碳材料包覆的納 米娃合金； (3) 將納米Fe3〇4微球分散在質(zhì)量濃度為10%~15 %的N-甲基吡咯烷酮的水溶液中，超 聲20~40min使Fe3〇4微球分散均勾，加入步驟(2)得到的納米碳材料包覆的納米娃合金，加入 濃度為3~8 mM/L的氫氟酸，攪拌均勻得到混合液，在攪拌條件下將導(dǎo)電聚合物單體加入到 上述混合液中，室溫下攪拌反應(yīng)20~50min，加入濃度為1~5mM/L的過硫酸鈉，在溫度為40°C ~70°C下進行攪拌反應(yīng)50~120min，得到含有導(dǎo)電聚合物殼層結(jié)構(gòu)的納米娃合金復(fù)合材料； (4) 將步驟(3)中得到的乳液離心分離得到沉淀，將沉淀洗滌除去雜質(zhì)，真空干燥，即得 納米娃合金基復(fù)合負極材料。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米娃合金基復(fù)合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟 (2) 所述的納米硅合金材料與納米碳材料的質(zhì)量比為1~3:1;所述分散劑為聚乙烯醇、聚乙 烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米娃合金基復(fù)合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟 (3) 所述的納米Fe3〇4微球與納米娃合金材料的質(zhì)量比為1:5~15;所述的導(dǎo)電聚合物單體為 苯胺或吡咯，其中導(dǎo)電聚合物單體與納米硅合金材料的質(zhì)量比為1:1~5。
【文檔編號】H01M4/62GK106058201SQ201610609872
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】陳慶
【申請人】成都新柯力化工科技有限公司