[发明专利]锂电池用C/C同轴纳米纤维复合薄膜负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂电池负极用C/C同轴纳米纤维复合薄膜材料，其特征在于：

该复合薄膜材料纤维芯层为碳颗粒材料或者连续碳材料，由包含单一有机小分子、或者有机小分子混合物，或者上述组合的溶液做为芯层碳材料前驱体碳化所得；纤维壳层为连续的碳材料，由包含单一聚合物溶液或者不同聚合物的混合物溶液作为壳层碳材料前驱体碳化裂解得到；该复合薄膜材料厚度为1～100μm，纤维直径在50～1000nm。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池负极用C/C同轴纳米纤维薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将芯层前驱体通过芯层喷丝孔注出，壳层碳材料前驱体通过壳层喷丝孔注出制得同轴纳米纤维复合薄膜，静电纺丝具体工艺参数范围为：壳层纺丝液的质量浓度为6～20％，芯层纺丝液浓度为10～100％，芯层喷丝孔内径为0.2～1.0mm，壳层喷丝孔为0.5～2mm，施加的静电电压为8～30KV，芯层纺丝液单孔流量为0.1～0.6ml/h，壳层纺丝液单孔流量为0.3～3ml/h，接收距离为10～40cm；

(2)上述所得复合薄膜在空气、氮气、氩气、氦气一种或多种混合气体中，在200～2800℃进行处理，其中升温速度为1～20℃/min，降温速度在1～30℃/min，碳化处理时间在0.5～48h之间。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的芯层碳的前驱体为：煤油、石脑油、石蜡、矿物油、松节油、松油、樟脑油中一种或多种混合物或其溶液；芯层的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、石油醚，二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜的一种或多种组合。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：壳层包含聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、左旋聚乳酸、聚丙烯酸一种或多种组合，壳层溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二甲基碳酸酯、N-甲基-2-吡咯烷二酮、丙烯碳酸酯、乙酸乙烯酯、丁烯碳酸酯，γ-丁内酯的一种或多种组合。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：当壳层含有聚丙烯腈时，在碳化前，材料需要在空气气氛，200～350℃中预氧化30分钟～600分钟。