[发明专利]增强型自支撑锂离子电池负极材料及其制备工艺

权利要求书

1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，包括具有取向排列的碳纳米纤维和活性组分；所述活性组分负载于所述碳纳米纤维的内部或/和外部；所述负极材料还包括磷元素；所述磷元素通过共价键分别与碳纳米纤维和活性组分连接；所述负极材料含有P(O)-O-R结构片段，R包括碳、硅、磷、锗、锡、钒、钛元素中的任一种元素。

2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料中具有取向排列的碳纳米纤维与平面X轴的夹角为0°～180°。

3.根据权利要求2所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料中具有取向排列的碳纳米纤维与平面X轴的夹角为0°～135°。

4.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料中具有取向排列的碳纳米纤维的取向为单取向。

5.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料中具有取向排列的碳纳米纤维的取向为双取向或三取向。

6.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料中的活性组分包括硅、锗、锡、钒、和钛元素中任意一种或多种。

7.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料中活性组分的质量百分数范围为5％～90％。

8.根据权利要求7所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料中活性组分的质量百分数范围为9％～65％。

9.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料中的活性组分与碳纳米纤维之间存在相互作用力。

10.根据权利要求9所述的负极材料，其特征在于，所述相互作用力为共价键、范德华力中的任意一种。

11.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料中的碳纳米纤维的直径为50nm～1μm。

12.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料的比表面积为1m²/g～1000m²/g。

13.根据权利要求12所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料的比表面积为25m²/g～300m²/g。

14.一种锂离子电池负极材料的制备工艺，其特征在于包括

将含高分子聚合物、活性组分的纺丝液进行静电纺丝并取向收集，以及热处理的步骤。

15.根据权利要求14所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺中的纺丝液所含高分子聚合物包括纤维素、醋酸纤维素、甲壳素、壳聚糖、明胶、海藻酸钠、透明质酸、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素、聚乳酸、聚酯型聚氨酯、均聚型聚丙烯腈、共聚型聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺、聚酰胺、改性沥青中的一种或多种；活性组分包括硅、锗、锡、钒、钛元素中任意一种或多种。

16.根据权利要求14所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺中静电纺丝工艺参数为：正向电压5KV～30KV，和/或负向电压-0.2KV～-10KV，和/或纺丝口与接收器之间距离为5cm～30cm，和/或纺丝液推注速度为0.02mm/min-0.8mm/min。

17.根据权利要求14所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺中取向收集是通过调控纺丝液射流在接收器上的沉积方式实现。

18.根据权利要求14所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺中热处理前经过上油或牵伸处理。