本發(fā)明涉及鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，屬于新能源領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車的最大優(yōu)勢是引領(lǐng)低碳化、信息化、智能化未來汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，在全生命周期內(nèi)比傳統(tǒng)汽車具有更好的能源和環(huán)境效益。鋰離子電池是非常適合電動(dòng)汽車發(fā)展的化學(xué)儲(chǔ)能電池。要提高鋰離子電池的能量密度達(dá)到200～300Wh/kg，主要的途徑之一是提高負(fù)極的比容量，采用硅負(fù)極。因?yàn)楣柝?fù)極的理論容量高達(dá)3000mAh/g，但是硅負(fù)極存在充放電過稱中膨脹/收縮的問題，導(dǎo)致硅負(fù)極粉化脫落，結(jié)果是壽命縮短、性能惡化。
現(xiàn)在普遍的做法(CN201110378735.4、CN201310294027.1、CN201220313478.6、CN200710073343.0、CN200610062928.8、CN201410418485.6、CN201310073878.3、CN201410800266.4)是把石墨負(fù)極材料與硅負(fù)極材料結(jié)合在一起，通常制備成為球殼結(jié)構(gòu)，即內(nèi)部采用納米硅顆粒，外面包覆一層石墨化的碳層，作為緩沖層，這種結(jié)構(gòu)有利于延長硅負(fù)極材料的充放電次數(shù)。
此外，還有些方法是提供一種骨架結(jié)構(gòu)(CN201010191897.2、CN201310631187.0、CN201510924071.5)，把硅的膨脹和收縮限制在骨架結(jié)構(gòu)中，延緩電極的壽命。
上述兩類方法在一定程度上減緩解了納米硅的膨脹和收縮帶來的負(fù)極材料的性能惡化問題，但沒有從根本上解決問題。由于膨脹/收縮過程持續(xù)進(jìn)行，那么納米硅與外部的球殼或外部的約束骨架可能不斷脫離，最終更加惡化性能。
本發(fā)明提供了一種利用碳納米管來約束納米硅顆粒的復(fù)合硅負(fù)極材料，把納米硅填充到碳納米管的里面，從而顯著地提高電極的充放電次數(shù)，達(dá)到延長循環(huán)壽命的目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
一種碳納米管/硅負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟是：(1)選擇開口式的納米管，管徑在50～100nm；(2)將20％～30％硅酸鋰水溶液與碳納米管按照硅酸鋰與碳納米管質(zhì)量比3∶1混合，超聲波振動(dòng)30min，然后加熱到150℃除去水份，再進(jìn)一步在惰性氣氛下，加熱到1500℃保持10h，得到碳納米管/硅復(fù)合負(fù)極材料。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
(1)將50g管徑50～60nm的碳納米管與750g 20％的硅酸鋰溶液混合，在頻率為30kHz，功率密度為1.2W/cm2的超聲設(shè)備中，超聲振動(dòng)30min；
(2)將混合溶液加熱到150℃除去水份；
(3)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下以8℃/min升溫到1500℃保持10h，降溫至室溫，取出，得到碳納米管/硅復(fù)合負(fù)極材料。
實(shí)施例1的材料與金屬鋰制成扣式電池，比容量大于900mAh/g，首次效率為95％，循環(huán)100周后容量保持率97％，具有很好的循環(huán)性能。
實(shí)施例2
(1)將50g管徑90～100nm的碳納米管與500g 30％的硅酸鋰溶液混合，在頻率為30kHz，功率密度為1.8W/cm2的超聲設(shè)備中，超聲振動(dòng)30min；
(2)將混合溶液加熱到150℃除去水份；
(3)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下以8℃/min升溫到1500℃保持10h，降溫至室溫，取出，得到碳納米管/硅復(fù)合負(fù)極材料。
實(shí)施例2的材料與金屬鋰制成扣式電池，比容量大于900mAh/g，首次效率為95％，循環(huán)160周后容量保持率大于98％，具有很好的循環(huán)性能。