[发明专利]锂离子电池用复合型负极材料

说明书

本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种锂离子电池用复合型负极材料，所述的负极材料以硅片作为基底，在硅片的一侧设置有氧化锡沉积层，在氧化锡沉积层上设置有碳纳米管和金属镍复合形成的导电层，在所述的导电层上设置有硬化层；所述的硬化层以熔融的金属铝作为粘附剂，将金刚石粉粘附在导电层上得到；本发明通过在硅基底表面沉积氧化锡沉积层，并依次设置导电层和硬化层，解决硅基底和氧化锡的电子导电率低，以及抑制所述的硅基底和氧化锡沉积层在嵌脱锂过程中存在的体积效应，从而有效的提高锂离子电池的充放电性能和使用寿命。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种锂离子电池用复合型负极材料。

背景技术

随着经济的高速发展，人类面临着能源危机和环境污染的严峻挑战，世界各国都不断寻求更加清洁环保的绿色能源。其中，锂离子电池由于其具有能量密度高、电压高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、放电电压稳定、充放电快速和环保等优点，被广泛应用于动力电池领域。锂离子电池的正极材料研究相对较多，无论从材料种类的选择还是改性方面都达到了较高的水平，随着正极材料的发展，特别是在动力电池中的应用，现有的以碳为主的负极材料越来越不适应发展的需要。负极材料作为储锂的主体，其容量和稳定性是影响性能的关键。

目前，市场上的锂离子电池主要采用石墨或改性石墨作为负极材料。然而，石墨的理论嵌锂最大容量仅为372mAh/g，且首次不可逆损失大，倍率放电性能差；另外，在锂离子嵌入时，电解液中的部分溶剂也会跟随嵌入，容易发生结构的变化，显然难以满足锂离子电池大功率、高容量的要求。因此，在锂离子电池材料技术领域，负极材料的更新换代显得更为迫切。

未来的锂离子电池负极材料必须向高容量方向发展，才能解决现有锂离子电池能量密度低的问题。硅材料是一种具有超高比容量(理论容量达到

4200mAh/g)的负极材料，是传统碳系材料容量的十余倍，且放电平台与之相当，因此被视为下一代锂离子电池负极材料的首选。然而，纯硅在充放电过程中会发生巨大的体积变化(体积膨胀率300％)，导致其粉化，进而影响到电池的安全性；另一方面，纯硅的电子导电率较低，难以提升锂离子电池的大电流充放电能力。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池用复合型负极材料，该负极材料具有较高的容量，能够有效的抑制锂脱嵌过程中发生的体积效应；同时所述的负极材料具有较高的电子导电率，确保满足锂离子电池大电流充放电的要求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种锂离子电池用复合型负极材料，所述的负极材料以硅片作为基底，在硅片的一侧设置有氧化锡沉积层，在氧化锡沉积层上设置有碳纳米管和金属镍复合形成的导电层，在所述的导电层上设置有硬化层；

所述的硬化层以熔融的金属铝作为粘附剂，将金刚石粉粘附在导电层上得到。

优选的，所述的氧化锡沉积层的厚度为1～5μm。

优选的，所述金刚石粉与铝粉的比例为(5～10)：1。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的锂离子电池用复合型负极材料，通过在硅基底表面沉积氧化锡沉积层，并依次设置导电层和硬化层，解决硅基底和氧化锡的电子导电率低，以及抑制所述的硅基底和氧化锡沉积层在嵌脱锂过程中存在的体积效应，从而有效的提高锂离子电池的充放电性能和使用寿命。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。