中心，是比容量的主要贡献者，碳纳米片虽然也具有脱嵌入、锂的能力，但主要是起离子和电子的传输作用及在充放电过程中抑制纳米粒子的体积膨胀效应。因此在循环过程中，电极的结构不至于崩塌，从而保证了电极的良好的循环能力。采用这种复合材料作为锂离子电池负极材料可以得到容量高，循环性能好的锂离子电池负极材料，在100mA/g的电流密度下，其首次容量高达2000mAh/g，在500mA/g的电流密度下，循环100次后容量还高达800mAh/g其性能远远大于商业化的石墨负极材料。
【附图说明】
[0016]图1纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料的模型图。
[0017]图2硅纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料的TEM图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以【具体实施方式】为限，而是由权利要求加以限定。
[0019]实施例1
纳米金属锡粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤:
(I)前驱体制备:以柠檬酸为碳源，商业化微米级金属锡为粒子源，以氯化钠为模板，称取0.6 g商业化微米级金属锡、3 g柠檬酸和30 g氯化钠，放入球磨罐中，加入10 HiL蒸馏水，以500rpm速度球磨20 h，将得到的混合物放入烘箱中，80°C烘干后放入管式炉中。
[0020](2)前驱体热解处理:制得的前驱体样品均匀地铺洒在烧舟底部，将烧舟置于管式炉十旦温区，先通氮气30min，以排除管式炉内的空气，然后通氩气和氢气的混合气体，以2°C/min进行程序升温至750°C进行碳化，在750°C下保温2h，然后冷却至室温。取出产物，得到黑色膨胀固体。
[0021](3)后处理:将煅烧后的黑色膨胀物加入到500mL烧杯中，加入400mL蒸馏水，过滤，洗涤除去氯化钠模板，再用蒸馏水洗涤至中性后干燥。
[0022]实施例2
与实施例1相似，不同之处在于，本实施例步骤(I)前驱体制备方法为:以柠檬酸钠为碳源，商业化微米级金属锡为粒子源，以氯化钠为模板，称取0.6 g商业化微米级金属锡、3 g梓檬酸钠和30 g氯化钠，放入球磨罐中，加入10 mL蒸馈水，以500rpm速度球磨20 h，将得到的混合物放入烘箱中，80°C烘干后放入管式炉中。
[0023]实施例3
与实施例1相似，不同之处在于，本实施例步骤(I)前驱体制备方法为:以柠檬酸钠为碳源，商业化微米级硅粉为粒子源，以氯化钠为模板，称取0.6 g商业化微米级硅粉、3 g柠檬酸钠和30 g氯化钠，放入球磨罐中，加入10 mL蒸馈水，以500rpm速度球磨20 h，将得到的混合物放入烘箱中，80°C烘干后放入管式炉中。
【主权项】
1.一种纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料，纳米粒子嵌入到碳纳米片中，使纳米粒子与碳纳米片紧密结合，其特征在于:所述锂离子电池负极材料是均勾嵌入纳米粒子的碳纳米片。2.如权利要求1所述纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料，其特征在于:所述碳纳米片由粒子源、碳源和氯化钠制备获得。3.如权利要求2所述纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料，其特征在于:所述粒子源、碳源和氯化钠的质量比为0.6?1.0:3?5: 30?50。4.如权利要求2所述纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料，其特征在于:所述粒子源为微米级粒子。5.如权利要求4所述纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料，其特征在于:所述微米级粒子为微米级金属锡或微米级娃粉。6.如权利要求2所述纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料，其特征在于:所述碳源为有机物。7.如权利要求6所述纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料，其特征在于:所述有机物为葡萄糖、蔗糖、果糖、柠檬酸或柠檬酸钠易溶于水的有机物中一种或几种。8.—种锂离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤: (1)前驱体制备:称取粒子源、碳源和氯化钠和蒸馏水放入球磨罐中，进行球磨，将得到的混合物放入烘箱中烘干； (2)前驱体热解处理:将已烘干的混合物放入管式炉中，在氢气和惰性气体的混合气氛下，加热进行热解处理，在进行保温处理后，冷却至室温，取出热解处理后的黑色膨胀物； (3)后处理:将热解处理后的黑色膨胀物用蒸馏水洗涤除去氯化钠模板，再用蒸馏水洗涤至中性后干燥。9.如权利要求8所述制备方法，其特征在于:所述球磨的转速为500rpm，球磨时间为10?20 h，所述烘干的温度为60?80°C;所述氢气和惰性气体是指氢气和氮气或氩气其中一种气体混合的气体。10.如权利要求8所述制备方法，其特征在于:所述热解处理的条件为以2?5°C/min程序升温至600?750°C，所述保温处理的时间为2 h以上。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米粒子嵌入碳纳米片锂离子电池负极材料及其制备方法，该发明的技术领域为电化学技术领域，该方法以易溶于水的有机物为碳源（葡萄糖，蔗糖，果糖，柠檬酸，柠檬酸钠等），商业化微米级粒子（如金属锡，锑，锗和非金属硅等）为粒子源，以氯化钠为模板，将碳源、微米级粒子和氯化钠以适当的比例加入球磨罐中球磨，将混合物干燥，煅烧。以简单的球磨法及热解法制备得到了纳米粒子均匀嵌入碳纳米片的锂离子电池负极材料。本发明方法制得的纳米粒子均匀嵌入碳纳米片，有较高的比表面积，且表面呈现多孔结构，制备方法简单。其作为锂离子电池负极材料有较好的循环和倍率性能。
【IPC分类】H01M4/1393, B82Y30/00, H01M10/0525, H01M4/583, H01M4/133, B82Y40/00
【公开号】CN105449214
【申请号】CN201610017506
【发明人】王红强, 潘齐常, 李庆余, 黄有国, 季成, 林喜乐
【申请人】广西师范大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2016年1月12日