[发明专利]锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备

权利要求书

1.二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于：以正硅酸乙酯为原料，按照一定的摩尔比加入水和乙醇，将三者的混合溶液搅拌3h,用一定的酸溶液调节PH后在室温下长时间静止，使正硅酸乙酯充分水解，不断搅拌下缓慢加入碱溶液，通过控制PH得到二氧化硅水溶胶，将其静置至生成凝胶，将在一定温度和溶剂下老化完毕的凝胶放入正己烷中浸泡，72h内更换溶剂三次，以除去湿凝胶中的水和乙醇，将液体除去后进行超临界流体干燥，即得到二氧化硅气凝胶。

2.锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备，其特征在于：按一定的质量比将二氧化硅气凝胶和有机碳源混合均匀，加入丙酮在球磨机中球磨30min，除去丙酮后干燥,后将其在管式炉内氮气保护下350⁰C预烧结，有机碳源分解后充分研磨，然后高温烧结,缓慢降至室温得到二氧化硅/碳纳米复合气凝胶材料。

3.研磨均匀后，以二氧化硅/碳纳米复合气凝胶作为锂离子电池研究电极材料，添加导电剂和粘结剂调浆涂布，组装得到扣式电池。

4.根据权利要求1所述锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备，其特征在于：二氧化硅气凝胶的纳米粒子孔隙率为73～89%、孔径为15～60nm、密度为15～263kg/m³、比表面积为203～850m³/g、组成三维网络结构的胶体颗粒直径为15～50nm。

5.根据权利要求1所述锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备，其特征在于：正硅酸乙酯：水：乙醇的体积比为1:3.75:8.5。

6.根据权利要求2所述锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备，其特征在于：所选用的有机碳源为蔗糖、葡萄糖、聚丙烯腈、酚醛树脂、环氧树脂、沥青中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备，其特征在于：碳化过程的升温速率为２^０C/min。

8.根据权利要求2所述锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备，其特征在于：碳化温度为650-750^０C，保温时间为24～50h。

9.根据权利要求2所述锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备，其特征在于：二氧化硅/碳纳米复合气凝胶中的碳含量为10～60%。

10.根据权利要求2所述锂离子电池二氧化硅/碳纳米复合气凝胶负极材料的制备，其特征在于：充放电电压范围为3-0.01V，充放电电流为0.12mA,工作温度为-5-30⁰C，用二氧化硅气凝胶/碳作为锂离子电池的负极材料，首次放电比容量为750mAh/g，首次的库伦效率为86.3%，500次循环后放电比容量为480mAh/g，容量可以保持在64%。