[发明专利]一种锂离子电池负极用柔性复合纳米纤维材料及制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池负极用柔性复合纳米纤维材料，其特征在于，所述的复合纳米纤维材料包括皮层（1）和芯层（2），皮层（1）包覆在芯层（2）的外表面，皮层（1）由碳和石墨烯构成；芯层（2）为空心层，芯层（2）中设有中空纳米球颗粒（3），所述纳米球颗粒（3）由锡制成。

2.按照权利要求1所述的锂离子电池负极用柔性复合纳米纤维材料，其特征在于，所述的中空纳米球颗粒（3）与皮层（1）的内表面连接。

3.一种权利要求1所述的锂离子电池负极用柔性复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：

步骤10）将石墨烯和聚丙烯腈分散在N,N-二甲基甲酰胺溶液或N,N-二甲基乙酰胺溶液中，制得皮层静电纺丝液；

将聚乙烯吡咯烷酮和镍盐分散于N,N-二甲基甲酰胺溶液或N,N-二甲基乙酰胺溶液中，制得芯层静电纺丝液；

步骤20）将步骤10）制备的皮层静电纺丝液和芯层静电纺丝液，采用同轴静电纺丝法，皮层静电纺丝液位于芯层静电纺丝液外侧，纺制纳米纤维膜；

步骤30）将步骤20）制得的纳米纤维膜置于管式炉中，以1~2℃/min升温至250~280℃保持1~3h，5~10℃/min升温至600~800℃保持1~4h，得到核壳结构的碳、石墨烯、镍复合纳米纤维；

步骤40）将步骤30）制备的碳、石墨烯、镍复合纳米纤维置于摩尔浓度为20~100mmol/L、温度为25~90℃的锡盐溶液中，保持2~12h，得到碳、石墨烯、锡复合纳米纤维。

4.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤10）中，制得的皮层静电纺丝液中，聚丙烯腈的质量分数为6~12%；石墨烯和聚丙烯腈的质量比为0.2~2:100。

5.按照权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤10）中，制得的芯层静电纺丝液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为6~10%；聚乙烯吡咯烷酮和镍盐的质量比为1: 1~10。

6.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的镍盐为氯化镍、硫酸镍或者乙酸镍。

7.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤20）中，静电纺丝过程中：电压为10~30 kV，纺丝液流速为0.5~3.0 mL/h，喷丝头和接收装置之间的距离：10~40 cm，喷涂时间为15~60min。

8.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤30）中，碳、石墨烯、镍复合纳米纤维中，皮层由碳和石墨烯构成，芯层为空心层，芯层中含有由镍构成的实心球体颗粒。

9.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤40）中，锡盐溶液的制备过程为：将氯化亚锡、硫酸亚锡或乙酸亚锡中的一种或两种溶于水或乙醇溶液中，制成锡盐溶液。