[发明专利]一种锂离子电池纳米级硅负极的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池纳米级硅负极的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：

1）通过表面修饰，在硅球表面接枝引发剂，得接枝引发剂的硅球；所述引发剂采用可引发活性自由基聚合的引发剂；

2）将步骤1）得到的接枝引发剂的硅球通过活性自由基聚合接枝可完全热分解的聚合物作为媒介层；所述可完全热分解的聚合物选自聚甲基丙烯酸酯类聚合物、聚丙烯酸酯类聚合物、聚苯乙烯类聚合物、聚乙烯类聚合物、聚异戊二烯类聚合物中的一种；所述聚合物的长度是通过控制反应时间调控，进而控制空腔结构的空腔尺寸，所述反应时间为1～24h；

3）在步骤2）所得样品表层包覆碳包覆层作为碳层的先驱体；

4）将步骤3）所得的样品经空气氛中氧化交联和惰性气氛下热解，媒介层完全分解得到硅膨胀的空洞空间，碳层先驱体热解炭化得到壳层碳，即硅@空洞@碳材料，得锂离子电池纳米级硅负极。

2.如权利要求1所述一种锂离子电池纳米级硅负极的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述在步骤2）所得样品表层包覆碳包覆层作为碳层的先驱体是采用物理包覆或制备嵌段聚合物的方法在步骤2）所得样品表层包覆碳包覆层作为碳层的先驱体。

3.如权利要求1所述一种锂离子电池纳米级硅负极的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述碳包覆层采用碳化产率较高的物质，所述碳化产率较高的物质选自蔗糖、纤维素、沥青、聚丙烯腈、酚醛树脂、聚氨酯、聚己内酰胺、聚丙烯酰胺、聚多巴胺中的一种。

4.如权利要求1所述一种锂离子电池纳米级硅负极的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述碳包覆层的厚度是通过控制碳化后的硅碳质量比调控，所述硅碳质量比为9︰1～1︰9。

5.如权利要求4所述一种锂离子电池纳米级硅负极的制备方法，其特征在于所述通过控制碳化后的硅碳质量比调控是通过碳化产率、单体转化率、反应时间调控。

6.如权利要求1所述一种锂离子电池纳米级硅负极的制备方法，其特征在于在步骤4）中，所述氧化交联的温度为150～300℃，氧化交联的时间为0.5～10h，热解的温度为600～1200℃，热解的时间为1～200min。