一種雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法，這種材料中，納米硅核被雙層碳?xì)ぐ?，并且硅核和?nèi)層碳?xì)ぶg存在一定的空間。本發(fā)明以膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包覆硅納米復(fù)合材料為模板，然后再熱解有機(jī)碳源包覆模板二氧化硅殼的內(nèi)外表面，在惰性氣氛下高溫碳化，最后再將二氧化硅模板蝕刻掉，即可得到本發(fā)明的材料。這種材料首次嵌鋰容量為3125mAh/g，比容量在30次反復(fù)充放電循環(huán)后仍可保持在1161mAh/g。本發(fā)明提供的制備方法工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池由于高比能量和持久穩(wěn)定等性能優(yōu)勢(shì)將成為電動(dòng)汽車(chē)的主要搭載電源，以鋰離子電池為代表的化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)也正在積極投入研發(fā)。目前商用的鋰離子電池負(fù)極材料為石墨類(lèi)碳材料，但它的理論容量?jī)H為372mAh/g ;另一方面，這種材料的嵌鋰電位主要集中在O?0.1V(vs.Li/Li+)范圍內(nèi)，非常接近金屬鋰的沉積電勢(shì)，不利于電池的安全性。為滿(mǎn)足高容量鋰離子電池的需求，研究開(kāi)發(fā)高比容量、安全性能可靠的鋰離子電池電極材料是非常迫切和必要的。
[0003]在目前研究的鋰離子電池負(fù)極材料中，硅基材料越來(lái)越受到關(guān)注，因其理論儲(chǔ)鋰容量為4200mAh/g，接近碳負(fù)極材料的十倍，是目前發(fā)現(xiàn)理論容量最高的負(fù)極材料；另外，這種材料的嵌鋰電位(0.5V vs Li/Li+)較為安全，并且在地球中含量豐富，使其在鋰電負(fù)極材料方面具有非常大的潛力。然而由純Si粉末組成的負(fù)極在充放電過(guò)程中伴隨著嚴(yán)重的體積效應(yīng)(體積膨脹和收縮的變化率>300% )，這容易造成電極上活性物質(zhì)(主要指硅)粉化脫落，導(dǎo)致鋰離子電池容量衰減，從而影響電極的循環(huán)穩(wěn)定性。
[0004]為嘗試解決這個(gè)問(wèn)題，硅基復(fù)合材料已成為人們研究的重點(diǎn)，其主要研究思路是將硅與其它金屬形成合金材料(如SiSn，SiAg, SiZn)，也可將硅均勻分散到其他活性或非活性材料中形成復(fù)合材料(如S1-C、S1-FeSi2-C, S1-Cu-C等)，或在硅外面包覆一層導(dǎo)電性好的材料(如Si@C、Si@Ge等)。上述幾種方式都可以一定程度上緩解硅基的體積效應(yīng)，也可以在一定程度上改善電池的循環(huán)性能和容量衰減，但其機(jī)理都是硅與其他金屬的物理復(fù)合或在硅表面進(jìn)行改性包覆，不能從根本上抑制充放電過(guò)程中的體積效應(yīng)，因此，在經(jīng)過(guò)多次循環(huán)后，循環(huán)性能逐漸變差，容量又將繼續(xù)衰減。
[0005]近年來(lái)，單殼層膠囊狀碳包娃鋰離子負(fù)極材料(N.Liu et al.Nanoletters 12 (2012) 335-3321, X.L.Li et al.Journal of Materials Chemistry22 (2012) 11014 - 11017等)已被國(guó)內(nèi)外廣泛報(bào)道并顯示出良好的電化學(xué)性能和循環(huán)穩(wěn)定性，在這種材料中，硅核是主要的活性物質(zhì)，外面的單層碳核是一層具有高導(dǎo)電性的約束層，在核殼之間的空間則為硅核在脫嵌過(guò)程中產(chǎn)生的體積變化提供了緩沖空間。但是，在這種材料中，碳?xì)ふ嫉綇?fù)合材料總質(zhì)量的30?50wt%，卻僅僅作為外層的包覆殼層被處理，很少有人把它們的電化學(xué)性質(zhì)納入考慮，更少有人從碳?xì)さ慕嵌瓤紤]提高此材料的電化學(xué)性能的方法。
[0006]本發(fā)明以膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅材料為模板(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?201310430247.2)制備一種膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料。在膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料的設(shè)計(jì)上，首先需要模板外部的二氧化硅殼層為多孔結(jié)構(gòu)，且孔為通孔，使所選擇的碳源前驅(qū)體能夠滲入模板的二氧化硅殼層并牢固包覆在其內(nèi)外表面；其次，在其制備過(guò)程中，需要選擇合適的碳化溫度和模板蝕刻條件，使得內(nèi)外碳?xì)釉诟邷靥蓟臀g刻過(guò)程中均不會(huì)發(fā)生碳?xì)っ撀涮默F(xiàn)象。這種材料可以有效抑制內(nèi)部硅核的體積效應(yīng)；而且其納米級(jí)厚度雙層碳?xì)さ脑O(shè)計(jì)可以增加碳與鋰離子的反應(yīng)位點(diǎn)，進(jìn)一步增加復(fù)合材料的比容量；并且其制備工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種納米量級(jí)，導(dǎo)電性能好，并可有效抑制硅的體積效應(yīng)的硅基鋰離子電池負(fù)極材料及其制備方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料，其中，負(fù)極材料包括雙層碳?xì)ず屯藓耍細(xì)ぐ餐藓?；娃核的外徑小于碳?xì)さ膬?nèi)徑，在碳?xì)さ膬?nèi)層和硅核之間為中空層；負(fù)極材料是膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料。
[0009]優(yōu)選地，膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料的粒徑為80?200nm，硅核為單晶硅顆粒,單晶硅顆粒的粒徑為50?150nm，中空層的中空距離為10?50nm。
[0010]進(jìn)一步地，碳?xì)さ暮穸葹??20nm，碳?xì)橛袡C(jī)物經(jīng)縮聚、碳化后形成的碳包覆層。
[0011]本發(fā)明還提供了一種雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，包括如下步驟:
[0012]步驟A:采用表面活性劑軟模板法制備膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料模板；
[0013]步驟B:將膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料模板附著有機(jī)熱解碳原料，有機(jī)熱解碳原料經(jīng)水熱反應(yīng)后縮聚；
[0014]步驟C:將經(jīng)過(guò)縮聚的有機(jī)熱解碳原料在惰性氣氛保護(hù)下碳化后包覆在膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料模板的二氧化硅內(nèi)外表面；
[0015]步驟D:將步驟C產(chǎn)物中的二氧化硅用氫氟酸溶液蝕刻，得到膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料。
[0016]在本發(fā)明的較佳實(shí)施方式中，優(yōu)選的一種雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，包括以下具體步驟:
[0017]步驟一:采用表面活性劑軟模板法制備膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料硬模板；
[0018]步驟二:將膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料模板加入到有機(jī)熱解碳原料的水溶液中，攪拌0.5?2小時(shí)，得到混合液；
[0019]步驟三:將混合液倒入反應(yīng)釜中，混合液的總體積占反應(yīng)釜內(nèi)容積的1/2?3/4，將混合液升溫至170?200°C并保溫2?8小時(shí)，得到水熱反應(yīng)產(chǎn)物；
[0020]步驟四:使用離心方式收集水熱反應(yīng)產(chǎn)物，分別用乙醇和去離子水洗滌，干燥，得到干燥產(chǎn)物；
[0021]步驟五:將干燥產(chǎn)物置于耐火容器中，在惰性氣氛保護(hù)下升溫至600?90(TC煅燒，煅燒時(shí)間為2?10小時(shí)，得到膠囊狀結(jié)構(gòu)碳-二氧化硅-硅納米復(fù)合材料；
[0022]步驟六:將納米復(fù)合材料加入氫氟酸溶液中，攪拌I?8小時(shí)，然后用去離子水再次清洗、干燥，得到雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料。
[0023]更優(yōu)選地，步驟二中，有機(jī)熱解碳原料選自葡萄糖和蔗糖中的一種或其組合。
[0024]更優(yōu)選地，步驟二中，膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料與有機(jī)熱解碳原料的質(zhì)量比為1:3?1:20。
[0025]更優(yōu)選地,步驟二中,惰性氣氛包括氮?dú)夂蜌鍤狻?br> [0026]更優(yōu)選地，步驟六中，氫氟酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%?40%。
[0027]在本發(fā)明的較佳實(shí)施方式中，所得產(chǎn)品的首次嵌鋰容量為3125mAh/g，可逆脫鋰容量為1702mAh/g，首次庫(kù)侖效率為55%，30次循環(huán)后可逆嵌鋰容量為1161mAh/g。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]在膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料中，首先，最外層的碳?xì)た筛纳撇牧系膶?dǎo)電性，而內(nèi)層碳?xì)づc硅核間的中空空間可以容納硅核在嵌鋰過(guò)程中的體積變化，改善硅材料的循環(huán)穩(wěn)定性；其次，雙層碳?xì)さ脑O(shè)計(jì)可以增加碳與鋰離子的反應(yīng)位點(diǎn)，提高碳?xì)さ膬?chǔ)鋰能力，進(jìn)一步增加復(fù)合材料的比容量；同時(shí)，超薄的碳?xì)た捎行p少鋰離子和電子的遷移距離，可改善大電流充放電容量。并且本發(fā)明提供的制備這種材料的方法工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0030]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例2獲得的負(fù)極材料的X射線衍射圖；
[0032]圖2為圖1中所示負(fù)極材料的高倍TEM電鏡圖；
[0033]圖3為圖1中所示負(fù)極材料的低倍TEM電鏡圖；
[0034]圖4為圖1中所示負(fù)極材料組裝的鋰離子電池前3次的充放電曲線圖；
[0035]圖5為圖1中所示負(fù)極材料組裝的鋰離子電池前30次循環(huán)的容量-循環(huán)次數(shù)曲線(電流密度為50mA/g)。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0037]實(shí)施例1
[0038]通過(guò)表面活性劑軟模板法制備膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅材料模板:
[0039]在室溫下,將0.088g十二燒基苯磺酸鈉與0.086g十二燒基磺基甜菜堿按1:1摩爾比混合，加入1ml去離子水中，磁力攪拌2小時(shí)；然后,將1ml娃粉懸浮液(8mg/ml)逐滴滴入上述混合表面活性劑溶液中，在此過(guò)程中持續(xù)攪拌；將上述溶液在水浴環(huán)境中加熱到40°C，攪拌2小時(shí)；將3-氨丙基三乙氧基硅烷94 μ 1，正硅酸乙酯300 μ I分別滴入上述溶液，攬祥0.5小時(shí)；而后將混合溶液在油浴鍋中加熱到90 C，保溫48小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物用離心的方式收集，分別用乙醇和去離子水洗滌產(chǎn)物，干燥；然后將產(chǎn)物加入30ml濃鹽酸(38% )乙腈混合溶液(鹽酸乙腈體積比例為1:9)，攪拌8小時(shí)，再次水洗，干燥，得到膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅材料模板。
[0040]實(shí)施例2
[0041]負(fù)極材料的制備:
[0042]將0.3g實(shí)施例1中所得的膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅模板加入25ml純凈水中攪拌，加入Ig葡萄糖，攪拌I小時(shí)，將溶液倒入50ml反應(yīng)釜中，烘箱中180°C保溫5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物用乙醇和去離子水多次洗滌，干燥。將干燥后的產(chǎn)物平鋪在剛玉瓷舟中(可用其他耐火容器代替剛玉瓷舟)，氬氣氣氛下700°C燒結(jié)8小時(shí)，冷卻后，得到中間產(chǎn)物。再將所得產(chǎn)物加入20%氫氟酸溶液中，攪拌3小時(shí)，即得到膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料。
[0043]圖1是所得樣品的X射線衍射圖，從圖1上可看出，除23°有一個(gè)寬峰外，在43°還有個(gè)小的寬峰，這兩個(gè)峰均為碳的衍射峰，其余窄峰可比照J(rèn)CPDS 65-1060，為單晶硅的衍射峰；這表明此種結(jié)構(gòu)為碳和單晶硅組成，并無(wú)其他雜質(zhì)。
[0044]圖2為所得樣品的高倍TEM電鏡圖片，從圖2中可明顯看出這種材料為膠囊狀結(jié)構(gòu)，外部碳層為雙層結(jié)構(gòu)，碳層厚度約為6nm;膠囊內(nèi)部為硅納米顆粒，且內(nèi)層碳與硅顆粒之間留有一定的空間。從圖3中可看出，樣品均為膠囊狀結(jié)構(gòu)，形貌清晰，包覆率較高，未有裸露的硅納米顆粒,且這種材料的顆粒大小為80?200nm。
[0045]電極的制備:將所得負(fù)極材料與炭黑、聚偏二氟乙烯按照6:2:2的重量比混合，再與氮甲基吡咯烷酮溶液混合，用氮甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)漿料粘度，然后將漿料用刮刀均勻涂抹在經(jīng)過(guò)酒精清洗的銅箔上，在10(TC下真空干燥10小時(shí)，然后經(jīng)過(guò)壓片，裁剪，制得研究電極。
[0046]電極性能測(cè)試:在扣式鋰離子電池中進(jìn)行性能測(cè)試。電池組裝方式如下:以鋰片作為對(duì)電極，Celgard2300作為隔膜，電解液采用濃度為lmol/L的LiPF6的EC-DEC-EMC(1:1:1)溶液，LiPF6是六氟磷酸鋰，EC是碳酸乙烯酯，DEC是碳酸二乙酯，EMC是碳酸甲基乙基酯。測(cè)試時(shí)，溫度為室溫，采用恒流充放電，電流密度為50mA/g，電壓控制范圍是O?1.5V。
[0047]圖4為上述鋰離子電池前3次的充放電曲線圖，圖4中顯示，通過(guò)該過(guò)程實(shí)施，所得產(chǎn)品的首次嵌鋰容量為3125mAh/g，可逆脫鋰容量為1702mAh/g ;并且從第2次和第3次充放電曲線可看出，兩次循環(huán)的比容量已非常接近，說(shuō)明從第2次循環(huán)開(kāi)始電池的容量趨于穩(wěn)定。圖5為鋰離子電池前30次循環(huán)的容量-循環(huán)次數(shù)曲線，30次循環(huán)后可逆嵌鋰容量為 1161mAh/g。
[0048]實(shí)施例3
[0049]將0.1g實(shí)施例1中所得產(chǎn)物加入15ml純凈水中攪拌，加入Ig葡萄糖，攪拌I小時(shí)，將溶液倒入20ml反應(yīng)釜中，烘箱中200°C保溫2小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物用乙醇和去離子水多次洗滌，干燥。將干燥后的產(chǎn)物平鋪在剛玉瓷舟中(可用其他耐火容器代替剛玉瓷舟)，氬氣氣氛下600°C燒結(jié)10小時(shí)，冷卻后，得到中間產(chǎn)物。再將所得產(chǎn)物加入5%氫氟酸溶液中，攪拌6小時(shí)，即得到膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料。
[0050]實(shí)施例4
[0051]將0.3g實(shí)施例1中所得產(chǎn)物加入30ml純凈水中攪拌，加入2.5g蔗糖，攪拌2小時(shí)，將溶液倒入50ml反應(yīng)釜中，烘箱中180°C保溫4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物用乙醇和去離子水多次洗滌，干燥。將干燥后的產(chǎn)物平鋪在瓷舟中，氬氣氣氛下800°C燒結(jié)4小時(shí)，冷卻后，得到中間產(chǎn)物。再將所得產(chǎn)物加入40%氫氟酸溶液中，攪拌I小時(shí)，即得到膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料。
[0052]實(shí)施例5
[0053]將0.08g實(shí)施例1中所得產(chǎn)物加入8ml純凈水中攪拌，加入3g葡萄糖，攪拌2小時(shí)，將溶液倒入15ml反應(yīng)釜中，烘箱中200°C保溫2小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物用乙醇和去離子水多次洗滌，干燥。將干燥后的產(chǎn)物平鋪在瓷舟中，氮?dú)鈿夥障?00°C燒結(jié)2小時(shí)，冷卻后，得到中間產(chǎn)物。再將所得產(chǎn)物加入10%氫氟酸溶液中，攪拌2小時(shí)，即得到膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料。
[0054]實(shí)施例6
[0055]將0.1g實(shí)施例1中所得產(chǎn)物加入15ml純凈水中攪拌，加入0.5g葡萄糖和0.5g的蔗糖，攪拌I小時(shí)，將溶液倒入20ml反應(yīng)釜中，烘箱中170°C保溫8小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物用乙醇和去離子水多次洗滌，干燥。將干燥后的產(chǎn)物平鋪在瓷舟中，氮?dú)鈿夥障?00°C燒結(jié)3小時(shí)，冷卻后，得到中間產(chǎn)物。再將所得產(chǎn)物加入15%氫氟酸溶液中，攪拌3小時(shí)，即得到膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料。
[0056]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于，所述負(fù)極材料包括雙層碳?xì)ず凸韬?，所述碳?xì)ぐ菜龉韬?；所述硅核的外徑小于所述碳?xì)さ膬?nèi)徑，在所述碳?xì)さ膬?nèi)層和所述硅核之間為中空層；所述負(fù)極材料是膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求1所述的雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于，所述膠囊狀雙層碳包娃納米復(fù)合材料的粒徑為80?200nm,所述娃核為單晶娃顆粒,所述單晶娃顆粒的粒徑為50?150nm，所述中空層的中空距離為10?50nm。
3.如權(quán)利要求1所述的雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于，所述碳?xì)さ暮穸葹??20nm，所述碳?xì)橛袡C(jī)物經(jīng)縮聚、碳化后形成的碳包覆層。
4.一種雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟A:采用表面活性劑軟模板法制備膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料模板；步驟B:將所述膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料模板附著有機(jī)熱解碳原料，所述有機(jī)熱解碳原料經(jīng)水熱反應(yīng)后縮聚； 步驟C:將經(jīng)過(guò)縮聚的有機(jī)熱解碳原料在惰性氣氛保護(hù)下碳化后包覆在所述膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料模板的二氧化硅內(nèi)外表面； 步驟D:將步驟C產(chǎn)物中的二氧化硅用氫氟酸溶液蝕刻，得到所述膠囊狀雙層碳包硅納米復(fù)合材料。
5.如權(quán)利要求4所述的雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟: 步驟一:采用表面活性劑軟模板法制備膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料硬模板； 步驟二:將所述膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料模板加入到所述有機(jī)熱解碳原料的水溶液中，攪拌0.5?2小時(shí)，得到混合液； 步驟三:將所述混合液倒入反應(yīng)釜中，所述混合液的總體積占所述反應(yīng)釜內(nèi)容積的1/2?3/4，將所述混合液升溫至170?200°C并保溫2?8小時(shí)，得到水熱反應(yīng)產(chǎn)物；步驟四:使用離心方式收集所述水熱反應(yīng)產(chǎn)物，分別用乙醇和去離子水洗滌，干燥，得到干燥產(chǎn)物； 步驟五:將所述干燥產(chǎn)物置于耐火容器中，在惰性氣氛保護(hù)下升溫并且煅燒，得到膠囊狀結(jié)構(gòu)碳-二氧化硅-硅納米復(fù)合材料； 步驟六:將所述納米復(fù)合材料加入氫氟酸溶液中，攪拌I?8小時(shí)，然后用去離子水再次清洗、干燥，得到所述雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料。
6.如權(quán)利要求5所述的雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟二中，所述有機(jī)熱解碳原料選自葡萄糖和蔗糖中的一種或其組合。
7.如權(quán)利要求5或6所述的雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟二中，所述膠囊狀結(jié)構(gòu)二氧化硅包硅納米復(fù)合材料與所述有機(jī)熱解碳原料的質(zhì)量比為1:3?1:20。
8.如權(quán)利要求5所述的雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟二中，所述惰性氣氛包括氮?dú)夂蜌鍤狻?br> 9.如權(quán)利要求5所述的雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟五中，所述煅燒的溫度為600?900°C，所述煅燒的時(shí)間為2?10小時(shí)。
10.如權(quán)利要求5所述的雙殼層膠囊狀硅基鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟六中，所述氫氟酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %?40 %。
【文檔編號(hào)】H01M4/58GK104319401SQ201410587251
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】高濂, 孫壯, 宋雪峰, 張鵬, 陶思穎 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)