[发明专利]一种自支撑硅碳负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种自支撑硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）向纳米硅粉中滴加适量的表面活性剂浸透纳米硅粉，再加入溶剂进行超声分散后，补加聚丙烯腈，然后将上述混合物置于油浴锅中恒温搅拌，待溶质完全溶解后，得到纺丝液；

2）将步骤1）得到的纺丝液置于静电纺丝机的容器装载装置中，设置电纺工艺参数， 然后进行电纺，制得复合纳米纤维；

3）将步骤2）得到的复合纳米纤维膜置于干燥箱中除溶剂后，然后用表面光滑的石墨片压合成纤维膜，再将所述纤维膜置于石英管式炉中进行预氧化处理和碳化处理，待反应结束后，随炉冷却至室温，取出样品，制得自支撑复合电极材料；

所述预氧化处理是在空气氛围下，先以1~5 ℃/min的升温速率升温至130~150 ℃，保温1~3 h，再以1~5 ℃/min的升温速率升温至220~230 ℃，保温1~3 h；然后以1~5 ℃/min的升温速率升温至260~280 ℃，保温1~2 h；

所述碳化处理是在氩气氛围下，先以1~5 ℃/min的升温速率升温至350 ℃，保温30~60min，再以1~5 ℃/min的升温速率升温至430 ℃，保温1~2 h，最后以1~5 ℃/min的升温速率，升温至600~800 ℃，保温1~2 h。

2.根据权利要求1所述自支撑硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂的用量是纳米硅粉的0.5 wt.%。

3.根据权利要求1所述自支撑硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为KH550、KH560、KH570、KH580或CTAB。

4.根据权利要求1所述自支撑硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为DMF或DMAC；所述纳米硅粉的用量是溶剂的0 wt.%~1.5 wt.%。

5.根据权利要求1所述自支撑硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1）所述恒温搅拌温度为40~80 ℃，时间为5~20 h。

6.根据权利要求1所述自支撑硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述电纺工艺参数：纺丝温度为35~50 ℃，电压为18~28 Kv，转速为150~300 r/min，流速为1~3 ul/min，针头距接收盘距离为15~25 cm。

7.根据权利要求1所述自支撑硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述干燥箱的温度为40~80 ℃。

8.一种如权利要求1~7任一项方法制备得到的自支撑硅碳负极材料。

9.一种锂离子电池，其包括根据权利要求8所述自支撑硅碳负极材料。