[发明专利]一种用于锂离子电池的多层纳米复合电极及其制备方法

权利要求书

1.一种用于锂离子电池的多层纳米复合电极，其特征在于，主要由铜集流体和多层活性物质构成；所述铜集流体由铜粉颗粒构成；

所述铜集流体具有多孔结构和纳米针状结构；所述多孔结构由铜粉颗粒之间形成；所述纳米针状结构在铜粉颗粒的表面上；

所述多层活性物质包覆在带纳米针状结构的铜粉颗粒的外表面；所述多层活性物质包括硅纳米层和碳纳米层，所述碳纳米层包覆在硅纳米层的外表面。

2.权利要求1所述的一种用于锂离子电池的多层纳米复合电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）铜粉的烧结：称量铜粉置于石墨模具中，放入真空电阻炉中，高温烧结，得到烧结样品；

（2）氧化铜纳米针状结构的生长与还原：将烧结样品置于马弗炉中，高温加热后，再置于真空电阻炉中，氢气气氛下加热还原，得到所述铜集流体；

（3）硅纳米层的沉积：将铜集流体置于化学气相淀积反应器内，通入纯硅烷，完成硅纳米层的沉积；

（4）碳纳米层的包覆：将沉积了硅纳米层的铜集流体置于聚乙烯醇溶液中浸泡，真空干燥后，置于真空电阻炉内，保护气氛下加热保温，得到所述用于锂离子电池的多层纳米复合电极。

3.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池的多层纳米复合电极的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述高温烧结的温度为800~900℃，时间为1~2h；所述高温烧结是在氢气气氛下进行。

4.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池的多层纳米复合电极的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述高温加热的温度为400~700℃，时间为5~7h；所述高温加热是在空气气氛下进行。

5.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池的多层纳米复合电极的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述加热还原的温度为250~300℃，时间为2~2.5h。

6.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池的多层纳米复合电极的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述纯硅烷的通入量为4~7ml/min；所述化学气相淀积反应器内的沉积过程参数为：压力75~80Pa，温度200℃~250℃，时间30~40min，射频功率74~76mW/cm²。

7.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池的多层纳米复合电极的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为4wt%~5wt%；所述浸泡的时间为2~3h；所述真空干燥是在60~70℃下干燥6~7h。

8.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池的多层纳米复合电极的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述保护气氛为氩气气氛；所述加热保温的温度为200~250℃，保温的时间为2~3h。