[发明专利]一种锂离子电池负极材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池负极材料的制备方法，属于锂离子电池技术领域。本发明取硅酸盐玻璃置于球磨罐中，加入氯化钠溶液球磨，过筛得硅酸盐玻璃粉末；取阿拉伯胶和黄蓍胶，置于球磨罐中球磨，过筛，得黄蓍胶和阿拉伯胶混合物粉末；将硅酸盐玻璃球磨粉末和阿拉伯胶与黄蓍胶粉末混合，加入锌粉搅拌，得胶体粉末混合物；将胶体粉末填充至模具中，压制处理、保压置于烘箱中，热固化处理后，静置冷却至室温，得固化料；将固化料置于管式气氛炉中，通入氮气排除空气，控制温度保温炭化，静置冷却至室温，即得一种碳硅复合负极材料。本发明所得的负极材料有倍率性能好且容量高、导电性好，电接触增加扩大了硅负极材料的应用。

本发明涉及一种锂离子电池负极材料的制备方法，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

进入21世纪，随着经济和社会的发展，人们对于能源的需求不断增加。但是由能源需求増加产生的污染己成为环境污染的主要来源。同时，世界上越来越多的国家认识到要建立一个既能满足当前社会需要又不危及后代人生存和发展的社会，必须大力发展新能源和可再生能源等绿色能源来减少环境污染。绿色电源是绿色能源的重要方向之一。因此，绿色安全的锂离子电池引起了广泛关注。

目前，锂离子电池性能优越，用途广泛，前景广阔。相对于传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池等二次电池，锂离子电池具有能量密度高、开路电压高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势。锂离子电池随着技术的不断进步己经在人们的生活中得到了广泛的应用，如便携式电子产品、新能源交通工具等领域。然而，锂离子电池的质量比容量和能量密度需要进一步的提高，来满足便携式电子产品小型化及其在航天、军事、电网调峰和电动汽车方面应用的要求。因此，研发高比容量和高比能量的锂离子电池材料己成为当前科研工作非常重要的研究课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对碳材料倍率性能差和容量低制约了碳材料的进一步应用，同时其导电性差、循环过程体积膨胀粉碎、电接触减少，严重制约了硅基负极材料的商业化应用问题，提供了一种锂离子电池负极材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按质量比1:10，将氯化钠溶液和废弃的硅酸盐玻璃置于球磨罐中，球磨、过筛得球磨硅酸盐粉末；

（2）按质量比1：1，将阿拉伯胶和黄蓍胶置于球磨罐中，球磨过筛得球磨胶体粉末；

（3）按重量份数计，分别取20~30份硅酸盐玻璃、40~60份胶体粉末和1~2份锌粉搅拌混合，得混合均匀的胶体粉末混合物；

（4）将制备的胶体粉末混合物填充至片状模具中，压制成型、脱模、热固化处理、静置冷却至室温，得固化料；

（5）将固化料置于管式气氛炉中，通入氮气排除空气，炭化处理，静置冷却至室温，即可制备得一种碳硅复合负极材料。

步骤（1）所述的氯化钠溶液浓度为0.8mol/L。

步骤（3）所述的锌粉为250~300目锌粉颗粒。

步骤（4）所述的压制成型压强为5~10MPa。

步骤（4）所述的热固化温度为80~100℃。

步骤（5）所述的氮气通入流量为45~50mL/min。

步骤（5）所述的炭化处理为在600~700℃下，保温炭化2~3h。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明通过在制备硅基负极材料时加入阿拉伯胶和黄蓍胶，极大的提高了硅材料的结构稳定性，提升了整体电极的容量；

（2）本发明通过在碳硅复合材料制备的过程中，加入了锌粉，能提高电极材料的电子导电性；