[发明专利]一种导电三元复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂离子电池导电三元复合负极材料的制备方法，其特征在于，将BC膜浸泡于FeCl₃水溶液中，通过原位水解法将含铁类活性物质前驱体负载于BC纤维表面，形成水解复合材料；利用氧化聚合法将PEDOT包覆在水解复合纳米纤维材料表面，形成PEDOT包覆的纳米纤维复合材料；最后经过高温碳化得到导电三元复合材料；具体包括以下步骤：

（1）将FeCl₃溶解于去离子水中形成FeCl₃水溶液，将BC膜置于所述FeCl₃水溶液中，放在冰箱中静置12~48h；

（2）将充分浸润FeCl₃的BC水凝胶取出，放入去离子水中进行原位水解反应，反应过程中不断更换去离子水，直至去离子水完全无色透明，反应结束得到水解复合水凝胶材料；

（3）将所述水解复合水凝胶进行冷冻干燥，得到相应的气凝胶；

（4）分别配制FeCl₃和EDOT的乙醚溶液；将所述水解复合气凝胶放入EDOT的乙醚溶液中，将溶液均置于0℃静置保存8~24h；

（5）将FeCl₃的乙醚溶液倒入混合有水解复合气凝胶和EDOT的乙醚溶液中，进行氧化聚合反应，反应结束后得到PEDOT包覆的纳米纤维复合材料，取出，并用乙醚、乙醇、去离子水反复超声洗涤，直至洗涤液澄清透明；

（6）将步骤（5）得到的水凝胶进行冷冻干燥，将冻干后的气凝胶置于管式马弗炉中进行高温碳化，得到锂离子电池导电三元复合负极材料。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池导电三元复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述FeCl₃水溶液的浓度为10~50mg mL^-1，BC膜的厚度为1.5~3.0mm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池导电三元复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述原位水解反应温度为20~80℃，反应过程中每隔10~40min更换一次去离子水。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池导电三元复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）和步骤（6）的冷冻干燥条件为：真空度小于20 Pa，冷阱温度低于50℃，冻干时间大于12h。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池导电三元复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中FeCl₃和EDOT的乙醚溶液的浓度分别为0.06~0.12g·mL^-1和0.04~0.12g·mL^-1；氧化聚合反应是在超声震荡辅助下，在0℃反应10~30min。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池导电三元复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳化过程是在惰性气体保护下，500~1000℃碳化2h。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池导电三元复合负极材料的制备方法，其特征在于，以导电三元复合材料为电池负极，以金属锂作为对电极，Celgard 2250膜作为隔膜，电解液是由1.0 M LiPF₆溶液组成，组装得到2032型扣式电池；所述电解液包括EC、DMC和DEC，所述EC、DMC和DEC的质量比为1:1:1；电池组装过程均在充满惰性气体的手套箱中进行。

8.权利要求1所述方法制备得到的锂离子电池导电三元复合负极材料。