[发明专利]一种SiOx

说明书

本发明涉及本一种SiO_x‑G/PAA‑PANi/Cu复合材料的制备方法，它包括以下步骤：（a）将SiO进行球磨处理；（b）将石墨进行热处理；（c）将处理后的SiO和石墨进行混合，在惰性气体气氛下进行球磨得SiO_x‑G复合物；（d）将聚丙烯酸溶于碱溶液，随后加入所述SiOx‑G复合物，超声、搅拌得第一混合溶液；（e）向所述第一混合溶液中加入苯胺单体和交联剂，于冰浴条件下进行聚合反应；随后加入一水合乙酸铜溶液进行混合，经老化、渗析、干燥即可。选择铜离子进行掺杂，与聚丙烯酸、聚苯胺产生协同效果，提高导电性的同时也有利于形成稳定的SEI膜，这样制得的锂电池硅基负极材料电化学性能得到了显著提高。

技术领域

本发明属于锂电池负极材料领域，涉及一种负极复合材料，具体涉及一种 SiO_x-G/PAA-PANi/Cu复合材料的制备方法。

背景技术

碳材料是目前锂离子电池广泛商用的负极材料。然而，碳基负极材料因其有限的理论比容量(372mAh g^-1)已经不能满足现在设备对锂离子电池提出的高功率或大容量的要求，开发出可替代石墨的高比容量负极材料是锂离子电池取得突破的一个关键因素。硅拥有高的理论比容量(4200mAh g^-1)，被认为是替代石墨负极材料的理想候选材料之一。然而，硅在循环过程中剧烈体积变化带来的内部张力易使电极结构崩塌，从而使硅的实际应用受到严重阻碍。

为解决这个问题，广大电池工作者已进行了大量的探索，包括减小硅的粒径、利用硅薄膜或将硅制备为硅粉基复合材料等。纳米级厚度的硅基薄膜、纳米硅等不同改性方法已经被各国科学家尝试，然而其高成本还是阻碍了硅的实际应用。在硅粉基复合材料中，硅碳复合材料是一个重要研究方向。碳是离子与电子的混合导体，不仅在充放电过程中体积变化小，而且具有良好延展性和弹性，有利于改善硅电极的导电性和缓冲硅的体积变化。此外，碳材料与硅的嵌锂电位相近，它们的复合对材料容量损失相对较小。目前关于碳硅复合材料的研究已较多，但制备材料的前驱体和制备方法强烈地影响着碳硅复合材料的电化学性能。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种SiO_x-G/PAA-PANi/Cu复合材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种SiO_x-G/PAA-PANi/Cu复合材料的制备方法，它包括以下步骤：

(a)将SiO进行球磨处理；

(b)将石墨进行热处理；

(c)将处理后的SiO和石墨进行混合，在惰性气体气氛下进行球磨得SiO_x-G复合物；

(d)将聚丙烯酸溶于碱溶液，随后加入所述SiOx-G复合物，超声、搅拌得第一混合溶液；

(e)向所述第一混合溶液中加入苯胺单体和交联剂，于冰浴条件下进行聚合反应；随后加入一水合乙酸铜溶液进行混合，经老化、渗析、干燥即可。

优化地，步骤(a)中，所述SiO的粒径为10nm～10μm。

优化地，步骤(b)中，所述热处理的温度为400～1000℃、时间为10～30min、保护气体为氩气。

优化地，步骤(c)中，所述SiO和石墨的质量比1：0.2～2。

进一步地，步骤(c)中，所述球磨的转速为400～600rpm，时间为5～8h，球料比为25～35： 1。

优化地，步骤(d)中，所述碱溶液为含有氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中一种或多种的水溶液。

进一步地，步骤(d)中，所述碱溶液的浓度为0.2～1.0mol/L。