[发明专利]一种用于锂离子电池负极的植物纤维基硅碳复合材料的制备方法及电池

权利要求书

1.一种用于锂离子电池负极的植物纤维基硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤如下：

⑴将通过化学法或化学机械法处理得到的植物纤维均匀分散于水中，使植物纤维得到充分解离，之后用80目网袋滤除部分水分，得到充分湿润的植物纤维，储存备用；

⑵将步骤⑴的植物纤维置于15~20 wt%的碱性溶液中处理1~5 h，处理温度为25~50℃，固液比为1:50~1:100，处理完毕后，用60目网袋滤除碱性溶液，再用去离子水清洗植物纤维至中性；

⑶配制1.2 M的四乙氧基硅烷-乙醇溶液，室温中搅拌4 h；

⑷将步骤⑵得到的植物纤维分散于无水乙醇中并抽滤，反复多次以脱除植物纤维中的水分，用得到的滤饼吸取步骤⑶配制的四乙氧基硅烷-乙醇溶液，取出风干后再次吸取剩下的四乙氧基硅烷-乙醇溶液，直至用完所有的溶液，得到植物纤维-硅烷复合材料；

其中，每克绝干植物纤维能够吸取1~20 mL四乙氧基硅烷-乙醇溶液；

⑸将步骤⑷得到的植物纤维-硅烷复合材料置于空气氛围中干燥后，在惰性气体中碳化处理，得到用于锂离子电池负极的植物纤维基硅碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池负极的植物纤维基硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中植物纤维选自针叶木、阔叶木、禾本科及其他非木材植物纤维原料中的一种，及其按不同比例掺杂的混合植物纤维。

3.根据权利要求1所述的用于锂离子电池负极的植物纤维基硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑵中碱性溶液为LiOH、NaOH、KOH溶液中的一种。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于锂离子电池负极的植物纤维基硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤⑸中干燥时间为4~24 h，碳化处理的温度为400~1200℃，时间为1~10h。

5.利用如权利要求1至4任一项所述的用于锂离子电池负极的植物纤维基硅碳复合材料的制备方法制得的植物纤维基硅碳复合材料组装的电池，其特征在于：组装步骤如下：

⑴将硅碳复合材料、聚偏氟乙烯和乙炔黑粉末按质量比8:1:1的比例称量并混合，在研钵中研磨搅拌30 min后，得到淡黑色均匀粉末；再向研钵中加入N-甲基-1-吡咯烷酮，搅拌直至充分混合均匀；

⑵将搅拌好的浆料均匀涂覆在干燥铜箔表面，涂覆后将铜箔放入真空干燥箱，120℃真空干燥24 h；

⑶使用粉末压片机将涂覆并干燥后的铜箔压实，使用切片机将涂覆有复合材料的铜箔切成直径16 mm的电极片；

⑷将电极片、电解液、隔膜、对电极一起放入手套箱，电解液为1.0 M LiPF6/EC+DMC+EMC，其中，EC:DMC:EMC体积比为1:1:1，按电极片、隔膜、对电极的顺序组装半电池，对电极为锂片；

⑸半电池组装完成后，从手套箱中取出，放入封装机进行封装，封装完成后静置12 h，即得电池。