CN102983311A - 碳纳米管-硅复合负极材料的制备方法 - Google Patents

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崔立峰
李奇峰
王辉
杨克涛
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Abstract

本发明涉及一种碳纳米管-硅复合负极材料的制备方法。该方法包括以下步骤：步骤一，将碳纳米管分散形成碳纳米管悬浮液，将500目铜网浸入碳纳米管悬浮液中再取出，干燥后制得由铜网支撑的碳纳米管薄膜，使其与铜网分离，制得所需的碳纳米管薄膜；步骤二，将碳纳米管薄膜置于管式炉中，充入氩气，在600℃下处理50min，通入硅烷和氩气的混合气体，通过测微天平精确测量碳纳米管薄膜沉积前后的质量，通过控制化学气相沉积的时间、硅烷的分压和流速来控制Si的沉积量。本发明的方法制备碳纳米管-硅复合负极材料，其工艺方法简单、制造成本低，适应于大规模的生产；制备的碳纳米管-硅复合负极材料容量高、安全性好。

Description

碳纳米管-硅复合负极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池负极材料的制备，具体是一种碳纳米管－硅复合负极材料的制备方法。
背景技术
现有锂离子电池的各种负极材中，常规石墨材料容量较小，在高容量，大功率场合存在安全隐患；硅复合材料能够改善石墨材料的缺陷，但现有复合方法工艺较杂，成本高，不适用大规模工业生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种工艺简单、成本低、适合大规模生产的碳纳米管-硅复合负极材料的制备方法。
本发明的碳纳米管-硅复合负极材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，碳纳米管薄膜的制备：将碳纳米管分散在去离子水中，加入表面活性剂SDBS，超声分散形成碳纳米管悬浮液，然后将500目铜网，浸入碳纳米管悬浮液中再取出，60℃下干燥后制得由铜网支撑的碳纳米管薄膜，然后用去离子水洗去表面活性剂，使其与铜网分离，将浮在水面的碳纳米管薄膜取出干燥，即制得所需的碳纳米管薄膜；碳纳米管悬浮液中，碳纳米管的浓度为1.6mg/mL，SDBS的浓度为10mg/mL；
步骤二，将步骤一制备的碳纳米管薄膜置于管式炉中，通过化学气相沉积的方法制备碳纳米管-硅复合负极材料：将管式炉抽真空，再充入氩气，然后将碳纳米管薄膜在600℃下处理50min，再通入硅烷和氩气的混合气体，硅烷的含量为2%体积比，流速为50mL/min；通过测微天平精确测量碳纳米管薄膜沉积前后的质量，通过控制化学气相沉积的时间、硅烷的分压和流速来控制Si的沉积量。
本发明的方法制备碳纳米管-硅复合负极材料，其工艺方法简单、制造成本低，适应于大规模的生产；制备的碳纳米管-硅复合负极材料容量高、安全性好。
具体实施方式
本发明方法实施例经过以下步骤：
一、碳纳米管薄膜的制备
将碳纳米管分散在去离子水中，加入表面活性剂SDBS，超声分散30min，形成碳纳米管悬浮液，然后将500目铜网，浸入碳纳米管悬浮液中，5min后将其取出，60℃下干燥后就制得了由铜网支撑的碳纳米管薄膜，然后用去离子水洗去表面活性剂，使其与铜网分离，将浮在水面的碳纳米管薄膜取出干燥，即制得所需的碳纳米管薄膜；碳纳米管的浓度为1.6mg/mL，SDBS的浓度为10mg/mL。超声分散的功率为200W。
二、碳纳米管-Si复合材料的制备
将步骤一制备的碳纳米管薄膜置于管式炉中，通过化学气相沉积的方法制备碳纳米管-Si复合负极材料。首先将管式炉抽真空，再冲入氩气，然后将碳纳米管薄膜在600℃下处理50min，再通入硅烷和氩气的混合气体，硅烷的含量为2%（体积比），流速为50mL/min（标况下），整个化学气相沉积时间为30min。通过测微天平精确测量碳纳米管薄膜沉积前后的质量，测微天平的精确度为0.1μg。可以通过控制化学气相沉积的时间、硅烷的分压和流速来控制Si的沉积量。

Claims (1)

1.一种碳纳米管-硅复合负极材料的制备方法，其特征是：它包括以下步骤，
步骤一，碳纳米管薄膜的制备：将碳纳米管分散在去离子水中，加入表面活性剂SDBS，超声分散形成碳纳米管悬浮液，然后将500目铜网，浸入碳纳米管悬浮液中再取出，60℃下干燥后制得由铜网支撑的碳纳米管薄膜，然后用去离子水洗去表面活性剂，使其与铜网分离，将浮在水面的碳纳米管薄膜取出干燥，即制得所需的碳纳米管薄膜；碳纳米管悬浮液中，碳纳米管的浓度为1.6mg/mL，SDBS的浓度为10mg/mL；
步骤二，将步骤一制备的碳纳米管薄膜置于管式炉中，通过化学气相沉积的方法制备碳纳米管-硅复合负极材料：将管式炉抽真空，再充入氩气，然后将碳纳米管薄膜在600℃下处理50min，再通入硅烷和氩气的混合气体，硅烷的含量为2%体积比，流速为50 mL/min；通过测微天平精确测量碳纳米管薄膜沉积前后的质量，通过控制化学气相沉积的时间、硅烷的分压和流速来控制Si的沉积量。
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