[发明专利]锂电池用负极复合材料的制备方法和负极及锂离子电池

权利要求书

1.锂电池用负极复合材料的制备方法，其特征在于，其以硅氧烷和缩聚物单体为反应原料，以醇和蒸馏水混合溶液作溶剂，表面活性剂为模板，碱液为催化剂，室温下通过自组装、共溶胶-凝胶法和热处理得到锂离子电池用复合材料；其中，硅氧烷和缩聚物单体的质量比为1︰9-5︰1，醇和蒸馏水的体积比为1︰15-6︰1；所述缩聚物单体包括甲醛和第三单体，其中，第三单体为能与甲醛发生缩聚反应的单体，甲醛和第三单体的质量比为1.1-2︰1。

2.根据权利要求1所述的锂电池用负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅氧烷通式为：R_nSi(O Rˊ)_4-n，其中R、Rˊ为烃基，0≤n≤2；优选为：(C₂H₅O)₃SiC₂H₅、(C₂H₅O)₄Si、(C₂H₅O)₃SiC₂H₄或（C₂H₅O)₃SiCH₂C₆H₆。

3.根据权利要求1或2所述的锂电池用负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述第三单体为苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、间苯三酚或三聚氰胺中的至少一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的锂电池用负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述醇为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丁醇或戊醇中的至少一种；所述表面活性剂为十六烷基溴化铵、F123或P127中的至少一种；所述碱液为氨水、氨基酸或NaOH中的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的锂电池用负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述自组装即硅氧烷、缩聚物单体首先在模板上通过静电作用共组装、然后在催化剂的作用下发生聚合反应，聚合反应采用回流或水热反应。

6.根据权利要求1-5任一项所述的锂电池用负极复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将醇与蒸馏水搅拌混和，其中，醇和蒸馏水的体积比为：1︰15-6︰1；

b、加入碱液和第三单体，搅拌反应0.2-1h；

c、加入表面活性剂，搅拌0.2-1h得混合溶液；

d、在上述混和溶液中依次加入甲醛溶液和硅氧烷，硅氧烷和缩聚物单体的质量比为1︰9-5︰1，然后在室温下搅拌10-48h，再于50-100℃下回流5-48h形成粉红色或棕色的沉淀；

e、沉淀经离心分离或过滤后在50-90℃下真空干燥3-12h，然后在800-1200℃下热处理1-5h，自然冷却到室温。

7.根据权利要求6所述的锂电池用负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述a步骤中醇和蒸馏水的体积比为1︰15-4︰3；所述c步骤中所述碱液的浓度为0.2-5wt%；所述c步骤中表面活性剂的浓度为0.5-2%；所述d步骤中硅氧烷和缩聚物单体的质量比为1︰9-4.3︰1。

8.根据权利要求6所述的锂电池用负极复合材料的制备方法，其特征在于，所述e步骤中，升温速率为2-10K/min，气体流速为20-100mL min^-1。

9.一种用于锂离子二次电池的负极，所述负极包括集流体和负载在该集流体上的负极材料，其特征在于，所述负极材料含有采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的复合材料。

10.一种锂离子电池，该电池包括极芯和电解液，所述极芯包括正极、负极和位于正极和负极之间的隔膜层，其中，所述负极为权利要求9所述的负极。