一种锂电池负极材料及其制备方法与流程

文档序号:11837545阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种锂电池负极材料,其特征在于:该材料为直径10~150nm的复合纳米纤维组成的直径≥1 µm的纳米纤维束;所述复合纳米纤维由碳纤维、过渡金属氧化物以及外层碳构成,且过渡金属氧化物包裹内部碳纤维,最后再由外层碳包裹过渡金属氧化物,从里到外形成碳纤维、过渡金属氧化物、碳复合纤维结构。

2.根据权利要求1所述的锂电池负极材料,其特征在于:所述过渡金属氧化物选自钛、锡、铁或钴过渡金属氧化物中的一种。

3.一种锂电池负极材料的制备方法,其特征在于:该制备方法包括以下步骤:

(1)利用胶原纤维与过渡金属离子之间的化学反应,制备胶原纤维负载过渡金属离子复合物;

(2)利用杨梅单宁对胶原纤维负载过渡金属离子复合物进行表面包覆修饰,制备中间产物胶原纤维@过渡金属离子@杨梅单宁;

(3)对胶原纤维@过渡金属离子@杨梅单宁进行高温碳化,制备碳@过渡金属氧化物@碳复合纳米纤维。

4.根据权利要求3所述锂电池负极材料的制备方法,其特征在于:所述胶原纤维和过渡金属离子之间的化学反应为以下两种方法的任意一种:

(i) 胶原纤维与水混合均匀后调节体系pH至1.5~2.3,再加入过渡金属离子搅拌反应;

(ii) 将过渡金属离子溶解于水中并调节pH至1.5~2.3后,再加入胶原纤维搅拌反应。

5.根据权利要求3或4所述锂电池负极材料的制备方法,其特征在于:所述的胶原纤维为家畜动物皮或边角料按制革预处理工艺除去非胶原间质后制备的胶原纤维或市购的商品胶原纤维。

6.根据权利要求3或4所述锂电池负极材料的制备方法,其特征在于:所述的过渡金属离子为钛、锡、铁或钴中的任一种。

7.根据权利要求4所述锂电池负极材料的制备方法,其特征在于:所述过渡金属离子的用量为胶原纤维质量的20~42%。

8.根据权利要求3所述锂电池负极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)是将胶原纤维负载过渡金属离子复合物加入到杨梅单宁溶液中进行吸附反应、再经过滤、洗涤、干燥制备出中间产物胶原纤维@过渡金属离子@杨梅单宁。

9.根据权利要求8所述所述锂电池负极材料的制备方法,其特征在于:加入杨梅单宁的用量为胶原纤维负载过渡金属离子复合物质量的0.5~2.5%。

10.根据权利要求3所述锂电池负极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中:胶原纤维@过渡金属离子@杨梅单宁的煅烧温度为500~800 ºC,煅烧气氛为真空。

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