21] (2)研磨：将混合浆料使用砂磨机研磨3h，研磨速度为800r/min，然后加入溶剂 调节混合浆料的固体质量含量至25% ; (3) 干燥：将研磨过的混合浆料使用喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥进风温度为200 °C，出风温度为100 °C，恒流泵转度60r/min; (4) 微波加热：将步骤（3)得到的粉体移至压力为10mPa高压反应釜中，然后将反应釜 放置在功率为2000w的微波炉中，加热500s，冷却至室温，得到所述锂电池硅碳纳米管复 合负极材料。
[0022] 实施例4 (1)分散：将纳米硅、分散剂、碳源和催化剂分散于溶剂中，超声1. 2h，得到混合浆料， 碳源和纳米硅的质量比为0. 8:1，催化剂用量为纳米硅质量的0. 5%，分散剂用量为纳米硅 质量的0.6%;在本实施例中，所述纳米硅的粒径为125nm;所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮 和聚乙烯亚胺；所述碳源为糠醛树脂；所述催化剂为二茂铁；所述溶剂为四氢呋喃。
[0023] (2)研磨：将混合浆料使用砂磨机研磨4h，研磨速度为500r/min，然后加入溶剂 调节混合浆料的固体质量含量至35% ; (3) 干燥：将研磨过的混合浆料使用喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥进风温度为300 °C，出风温度为120 °C，恒流泵转度50r/min; (4) 微波加热：将步骤（3)得到的粉体移至压力为1mPa高压反应釜中，然后将反应釜 放置在功率为1500w的微波炉中，加热400s，冷却至室温，得到所述锂电池硅碳纳米管复 合负极材料。
[0024] 实施例5 (1)分散：将纳米硅、分散剂、碳源和催化剂分散于溶剂中，超声1. 3h，得到混合浆料， 碳源和纳米硅的质量比为2:1，催化剂用量为纳米硅质量的1. 1%，分散剂用量为纳米硅质 量的0.9%;在本实施例中，所述纳米硅的粒径为60nm;所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮和 十二烷基硫酸钠；所述碳源为高温沥青；所述催化剂为纳米铁；所述溶剂为无水乙醇和乙 醇。
[0025] (2)研磨：将混合浆料使用砂磨机研磨4. 5h，研磨速度为500r/min，然后加入溶剂 调节混合浆料的固体质量含量至5% ; (3) 干燥：将研磨过的混合浆料使用喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥进风温度为 300°C，出风温度为150 °C，恒流泵转度100r/min; (4) 微波加热：将步骤（3)得到的粉体移至压力为16mPa高压反应釜中，然后将反应釜 放置在功率为1400w的微波炉中，加热300s，冷却至室温，得到所述锂电池硅碳纳米管复 合负极材料。
[0026] 实施例6 (1)分散：将纳米硅、分散剂、碳源和催化剂分散于溶剂中，超声1. 5h，得到混合浆料， 碳源和纳米硅的质量比为3:1，催化剂用量为纳米硅质量的1. 1%，分散剂用量为纳米硅质 量的0. 5% ;在本实施例中，所述纳米硅的粒径为175nm;所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚 乙烯亚胺和十二烷基硫酸钠；所述碳源为葡萄糖；所述催化剂为硫酸镍和硝酸铁；所述溶 剂为乙醇和乙二醇。
[0027] (2)研磨：将混合浆料使用砂磨机研磨1h，研磨速度为1600r/min，然后加入溶 剂调节混合浆料的固体质量含量至10% ; (3) 干燥：将研磨过的混合浆料使用喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥进风温度为180 °C，出风温度为125 °C，恒流泵转度100r/min; (4) 微波加热：将步骤（3)得到的粉体移至压力为50mPa高压反应釜中，然后将反应釜 放置在功率为600w的微波炉中，加热600s，冷却至室温，得到所述锂电池硅碳纳米管复合 负极材料。
[0028] 实施例7 (1)分散：将纳米硅、分散剂、碳源和催化剂分散于溶剂中，超声1. 8h，得到混合浆料， 碳源和纳米硅的质量比为4:1，催化剂用量为纳米硅质量的1. 7%，分散剂用量为纳米硅质 量的0.95%;在本实施例中，所述纳米硅的粒径为50nm;所述分散剂为聚乙烯亚胺和十二 烷基硫酸钠；所述碳源为蔗糖；所述催化剂为二茂铁和纳米铁；所述溶剂为乙二醇和四氢 呋喃。
[0029] (2)研磨：将混合浆料使用砂磨机研磨1. 5h，研磨速度为500r/min，然后加入溶 剂调节混合浆料的固体质量含量至28% ; (3) 干燥：将研磨过的混合浆料使用喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥进风温度为280 °C，出风温度为130 °C，恒流泵转度95r/min; (4) 微波加热：将步骤（3)得到的粉体移至压力为35mPa高压反应釜中，然后将反应釜 放置在功率为800w的微波炉中，加热80s，冷却至室温，得到所述锂电池硅碳纳米管复合 负极材料。
[0030] 实施例8 (1)分散：将纳米硅、分散剂、碳源和催化剂分散于溶剂中，超声2h，得到混合浆料，碳 源和纳米硅的质量比为5:1，催化剂用量为纳米硅质量的2%，分散剂用量为纳米硅质量的 1% ;在本实施例中，所述纳米硅的粒径为200nm;所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚 胺和十二烷基硫酸钠；所述碳源为糠醛树脂；所述催化剂为硝酸镍、硫酸镍、硝酸铁、二茂 铁和纳米铁；所述溶剂为无水乙醇、乙醇、乙二醇和四氢呋喃。
[0031] (2)研磨：将混合浆料使用砂磨机研磨5h，研磨速度为2500r/min，然后加入溶 剂调节混合浆料的固体质量含量至40% ; (3) 干燥：将研磨过的混合浆料使用喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥进风温度为290 °C，出风温度为135 °C，恒流泵转度95r/min; (4) 微波加热：将步骤（3)得到的粉体移至压力为38mPa高压反应釜中，然后将反应釜 放置在功率为1700w的微波炉中，加热20s，冷却至室温，得到所述锂电池硅碳纳米管复合 负极材料。
[0032] 对比例1 采用常规石墨材料。
[0033] 对比例2 采用常规使用纳米硅和碳纳米管按照一定比例混合的复合材料。
[0034] 电化学性能测试 为检测本发明的锂离子电池负极材料的性能，用半电池测试方法测试，用以上实施例 和对比例的负极材料：SBR(固含量50%) :CMC:Super-p= 95.5 : 2 : 1.5 : 1(重 量比），加适量去离子水调和成浆状，涂布于铜箔上并于真空干燥箱内干燥12小时制成 负极片，电解液为说1^??6/^0+060+01?：=1:1:1，聚丙烯微孔膜为隔膜，对电极为 锂片，组装成电池。在LAND电池测试系统进行恒流充放电实验，充放电电压限制在0. 01? 3. 0V，用计算机控制的充放电柜进行数据的采集及控制。
[0035] 表1列出了不同实施例和对比例的负极材料性能比较。
【主权项】
1. 一种裡离子电池娃碳纳米管复合负极材料制备方法，其特征在于；包括有w下步 骤： (1) 分散；将纳米娃、分散剂、碳源和催化剂分散于溶剂中，超声0. 5?化，得到混合浆 料，碳源和纳米娃的质量比为0. 2?5:1，催化剂用量为纳米娃质量的0. 5%?2%，分散剂用 量为纳米娃质量的0. 5%?1% ; (2) 研磨；将混合浆料使用砂磨机研磨1?5 h，研磨速度为500?2500 r/min，然后 加入溶剂调节混合浆料的固体质量含量至5?40% ; (3) 干燥；将研磨过的混合浆料使用喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥进风温度为150? 300 °C，出风温度为100?150 °C，恒流累转度50?100 r/min ; (4) 微波加热；将步骤（3)得到的粉体移至压力为1?50 m化高压反应蓋中，然后将反 应蓋放置在功率为600?2000W的微波炉中，加热10?600s，冷却至室温，得到所述裡电 池娃碳纳米管复合负极材料。
2. 根据权利要求1所述的一种裡离子电池娃碳纳米管复合负极材料制备方法，其特征 在于；所述碳源为葡萄糖、庶糖、酪醒树脂、慷醒树脂或高温渐青。
3. 根据权利要求1所述的一种裡离子电池娃碳纳米管复合负极材料制备方法，其特征 在于；所述催化剂为硝酸镶、硫酸镶、硝酸铁、二茂铁或者纳米铁中的一种或者多种。
4. 根据权利要求1所述的一种裡离子电池娃碳纳米管复合负极材料制备方法，其特征 在于；所述溶剂为无水己醇、己醇、己二醇和四氨快喃中的一种或多种。
5. 根据权利要求1所述的一种裡离子电池娃碳纳米管复合负极材料制备方法，其特征 在于；所述分散剂为聚己締化咯烧酬、聚己締亚胺或十二烧基硫酸钢中的一种或多种。
6. 根据权利要求1所述的一种裡离子电池娃碳纳米管复合负极材料制备方法，其特征 在于；所述纳米娃的粒径为50?200皿。
【专利摘要】本发明公开一种锂离子电池硅碳纳米管复合负极材料制备方法，通过先在纳米硅的表面包覆碳源，再在微波处理中生成了碳纳米管，引入的催化剂也在硅表面包覆着，这样表面包覆的碳源催化裂解生成的碳纳米管在纳米硅的表面分布很均匀，解决了现有技术中纳米硅的体积膨胀效应高、首次充放电效率低和循环稳定性能差的问题，相对于机械球磨混合的硅碳纳米管负极材料而言，本发明方法制备的硅与碳纳米管属于原位复合，导电性能和机械性能得到很大的提升，作为锂离子电池负极材料时，循环性能与倍率充放电性能、首次充放电效率都得到很大的提升。并且，本发明制备方法工艺简单，使用简单高效的微波化学法，大大地降低了能耗。
【IPC分类】H01M4-1395, H01M4-1393, B82Y40-00
【公开号】CN104617261
【申请号】CN201510035101
【发明人】宋宏芳, 赵东辉, 戴涛, 周鹏伟
【申请人】东莞市翔丰华电池材料有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月23日