TWI501457B - 鋰離子電池負極的製備方法 - Google Patents

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Description

鋰離子電池負極的製備方法
本發明涉及一種鋰離子電池負極的製備方法。
鋰離子電池係一種新型的綠色化學電源，與傳統的鎳鎘電池、鎳氫電池相比具有電壓高、壽命長、能量密度大的優點。自1990年日本索尼公司推出第一代鋰離子電池後，它已經得到迅速發展並廣泛用於各種可擕式設備。
先前的鋰離子電池的負極材料通常採用將電極活性物質、導電顆粒以及黏結劑混合形成漿料，然後壓制成型，並進一步烘乾。採用這種方法製備的鋰離子電池電極，很難將導電顆粒在電極中均勻分佈，因此其導電性能不均勻，進而影響其充放電性能。
有鑒於此，提供一種具有較高充放電性能的鋰離子電池負極的製備方法實為必要。
一種鋰離子電池負極的製備方法，包括：提供一奈米碳管膜狀結構，該奈米碳管結構包括複數個奈米碳管；提供一Co(II)鹽溶液；提供一氨水溶液，並將所述氨水溶液添加到所述Co(II)鹽溶液中，形成一懸濁液；提供一有機溶劑，並將所述有機溶劑與所述懸濁液混合，形成一負極活性材料溶液；將所述負極活性材料溶液噴塗於所述奈米碳管膜狀結構表面形成一鋰離子電池負極預製 體；以及對所述鋰離子電池負極預製體進行熱處理，使鋰離子電池負極預製體中的Co(OH)2熱分解。
一種鋰離子電池負極的製備方法，包括：提供一奈米碳管膜狀結構，該奈米碳管膜狀結構包括複數個奈米碳管；提供一含有有機溶劑的Co(OH)2懸濁液；將所述Co(OH)2懸濁液液噴塗於所述奈米碳管膜狀結構表面形成一鋰離子電池負極預製體；以及對所述鋰離子電池負極預製體進行熱處理，使鋰離子電池負極預製體中的Co(OH)2熱分解。
與先前技術相較，本發明中的所述鋰離子電池負極的製備方法通過將所述含有有機溶劑的Co(OH)2懸濁液噴塗於一奈米碳管膜狀結構表面，由於該有機溶劑與奈米碳管具有良好的浸潤性，故，該負極活性材料溶液可以均勻的吸附於所述奈米碳管膜狀結構中，進一步熱處理後，該鋰離子負極活性材料可以均勻分佈於所述奈米碳管膜狀結構中，並與所述奈米碳管膜狀結構中的奈米碳管形成良好的結合。故，該鋰離子電池負極具有良好的充放電性能。
圖1 為本發明第一實施例提供的製備所述鋰離子電池負極的流程圖。
圖2 為本發明第一實施例提供的製備所述鋰離子電池負極的方法中所採用的奈米碳管拉膜的SEM照片。
圖3為本發明第一實施例提供的製備所述鋰離子電池負極的方法中所採用的奈米碳管碾壓膜的SEM照片。
圖4為本發明第一實施例提供的製備所述鋰離子電池負極的方法中所採用的奈米碳管絮化膜的SEM照片。
圖5為本發明第一實施例提供的所述鋰離子電池負極的SEM照片。
圖6為本發明第二實施例提供的所述鋰離子電池負極的SEM照片。
下面將結合附圖及具體實施例，對本發明作進一步的詳細說明。
請參見圖1，本發明第一實施例提供一種鋰離子電池負極的製備方法。該鋰離子電池負極的製備方法包括以下步驟：(S10)，提供一奈米碳管膜狀結構；(S11)，提供一負極活性材料溶液；(S12)，將所述負極活性材料溶液噴塗於所述奈米碳管膜狀結構表面形成一鋰離子電池負極預製體；以及，(S13)，對所述鋰離子電池負極預製體進行熱處理。
步驟S10，提供一奈米碳管膜狀結構。
所述奈米碳管膜狀結構為一自支撐結構。所述自支撐為所述奈米碳管膜狀結構不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管膜狀結構置於(或固定於)間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管膜狀結構能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管膜狀結構中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。所述奈米碳管膜狀結構由複數個奈米碳管組成，該複數個奈米碳管之間通過凡得瓦力緊密連接。該複數個奈米碳管無序或有序排列。所謂無序排列係指奈米碳管的排列方向無規則。所謂有序排列係指奈米碳管的排 列方向有規則。所述奈米碳管膜狀結構的厚度可以為100奈米-100微米。
所述奈米碳管膜狀結構可以為多層層疊設置的奈米碳管拉膜。請參見圖1，所述單一的奈米碳管拉膜係由複數個奈米碳管組成的自支撐結構。所述複數個奈米碳管基本沿同一方向擇優取向排列，所述擇優取向排列係指在奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管拉膜的表面。進一步地，所述奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管係通過凡得瓦力首尾相連。具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。當然，所述奈米碳管拉膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐為奈米碳管拉膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管拉膜置於(或固定於)間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管拉膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管拉膜中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。
具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管，並非絕對的直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管拉膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部分接觸。
具體地，所述奈米碳管拉膜包括複數個連續且定向排列的奈米碳管片段。該複數個奈米碳管片段通過凡得瓦力首尾相連。每一奈米碳管片段包括複數個相互平行的奈米碳管，該複數個相互平行的奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該奈米碳管拉膜中的奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。此外，由於該奈米碳管拉膜具有較大的比表面積，因此，該奈米碳管拉膜具有較大的黏性。
可以理解，由於所述奈米碳管膜狀結構中包括多層層疊設置的奈米碳管拉膜，且每層奈米碳管拉膜中的奈米碳管沿一個方向擇優取向排列，因此，相鄰兩層奈米碳管拉膜中的奈米碳管間具有一交叉角度α，該叉角度α大於等於零度小於等於90度。該奈米碳管膜狀結構中奈米碳管拉膜的層數不限，優選為1~3層。本實施例中，所述奈米碳管膜狀結構包括2層層疊設置的奈米碳管拉膜，且相鄰的奈米碳管拉膜中的奈米碳管的延伸方向形成90。交叉角度，該奈米碳管膜狀結構的厚度約為1微米。
請參見圖2，所述奈米碳管拉膜為從一奈米碳管陣列中直接拉取獲得。該奈米碳管拉膜的製備方法包括以下步驟：
步驟S101，提供一奈米碳管陣列。
所述奈米碳管陣列形成於一基底。該奈米碳管陣列由複數個奈米碳管組成。該複數個奈米碳管為單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的一種或多種。所述奈米碳管的直徑為0.5~50奈米，長度為50奈米~5毫米。該奈米碳管的長度優選為100微米~900微米。本實施例中，所述奈米碳管陣列為超順排奈米碳管陣列，該超順排奈米碳管陣列由複數個奈米碳管組成，該複數個奈 米碳管為多壁奈米碳管，且該複數個奈米碳管基本上相互平行且垂直於所述基底，該奈米碳管陣列不含雜質，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。所述奈米碳管陣列的製備方法不限，可參見台灣專利公告第TW I303239號。步驟S102，採用一拉伸工具從所述奈米碳管陣列中拉取獲得一奈米碳管拉膜。
採用一拉伸工具從所述奈米碳管陣列中選定一奈米碳管片段，本實施例優選為採用具有一定寬度的膠帶或黏性基條接觸該奈米碳管陣列以選定具有一定寬度的一奈米碳管片段；以一定速度拉伸該選定的奈米碳管，該拉取方向沿基本垂直於奈米碳管陣列的生長方向。從而形成首尾相連的複數個奈米碳管片段，進而形成一連續的奈米碳管拉膜。在上述拉伸過程中，該複數個奈米碳管片斷在拉力作用下沿拉伸方向逐漸脫離基底的同時，由於凡得瓦力作用，該選定的複數個奈米碳管片斷分別與其他奈米碳管片斷首尾相連地連續地被拉出，從而形成一奈米碳管拉膜。該奈米碳管拉膜為定向排列的複數個奈米碳管束首尾相連形成的具有一定寬度的奈米碳管拉膜。該奈米碳管拉膜中奈米碳管的排列方向基本平行於該奈米碳管拉膜的拉伸方向。
製備出複數個奈米碳管拉膜後，進一步包括將製備出的複數個奈米碳管拉膜層疊鋪設以形成所述奈米碳管膜狀結構。具體地，可以先將一奈米碳管拉膜覆蓋至一框架上，再將另一奈米碳管拉膜覆蓋至先前的奈米碳管拉膜表面，如此反復多次，即可在該框架上鋪設多層奈米碳管拉膜。該多層奈米碳管拉膜中相鄰奈米碳管拉膜中的奈米碳管可沿不同的方向延伸，也可沿相同的方向延伸。本實施例中，所述多層奈米碳管拉膜中相鄰奈米碳管拉膜中的 奈米碳管沿同一方向延伸。
可以理解，所述奈米碳管膜狀結構也可以選奈米碳管碾壓膜或奈米碳管絮化膜。
所述奈米碳管碾壓膜包括均勻分佈的奈米碳管，該奈米碳管無序、沿同一方向或不同方向擇優取向排列。請參見圖3，優選地，所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管基本沿同一方向延伸且平行於該奈米碳管碾壓膜的表面。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管相互交疊，從而使所述奈米碳管碾壓膜的表面較為粗糙。所述奈米碳管碾壓膜中奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引。該奈米碳管碾壓膜具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。所述奈米碳管碾壓膜及其製備方法請參見2008年12月3日公開的，的台灣發明專利公告第TW I334851號。
請參見圖4，所述奈米碳管絮化膜包括相互纏繞的奈米碳管。該奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引、纏繞，從而使所述奈米碳管絮化膜的表面較為粗糙。所述奈米碳管絮化膜中的奈米碳管為均勻分佈，無規則排列。所述奈米碳管絮化膜及其製備方法可參見台灣發明專利公告第TW I342864號。
步驟S11，提供一負極活性材料溶液。
所述負極活性材料溶液的製備方法包括以下步驟：
步驟S111，提供一Co(NO3)2溶液。
所述Co(NO3)2溶液的濃度可以根據實際需要選擇。優選地，所述Co(NO3)2溶液的濃度為0.1mol/L~5mol/L。更優選的，所述Co(NO3)2溶液的濃度為0.5mol/L~2mol/L。本實施例中，所述 Co(NO3)2溶液的濃度為1mol/L。
步驟S112，提供一有機溶劑，並將所述有機溶劑與所述Co(NO3)2溶液混合，形成所述負極活性材料溶液。
所述有機溶劑選自易揮發、且與奈米碳管具有良好浸潤性能的有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮、異丙醇、二氯乙烷或氯仿等。本實施例中採用異丙醇。所述Co(NO3)2溶液與所述有機溶劑的體積比為1：1到10：1；優選地，所述Co(NO3)2溶液與所述有機溶劑的體積比為2：1到5：1。本實施例中，所述Co(NO3)2溶液與所述有機溶劑的體積比為4：1。
步驟S12，將所述負極活性材料溶液噴塗於所述奈米碳管膜狀結構表面形成一鋰離子電池負極預製體。
所述負極活性材料溶液可以通過噴霧法噴塗於所述奈米碳管膜狀結構的表面。具體地，可以將所述奈米碳管膜狀結構懸空設置，然後將所述負極活性材料溶液通過一噴霧器噴塗於所述奈米碳管膜狀結構的兩個表面。可以理解，由於所述奈米碳管膜狀結構具有較小的厚度，其厚度為微米級或微米級，故，通過噴霧法可以在不破壞奈米碳管膜狀結構的條件下，使負極活性材料溶液充分進入到所述奈米碳管膜狀結構的內部。此外，由於所述負極活性材料溶液中含有與奈米碳管浸潤性能良好的有機溶劑，故，該負極活性材料溶液可以均勻的吸附於所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管的表面。所述負極活性材料溶液的用量不限，可以根據奈米碳管膜狀結構的大小以及負極活性材料溶液中Co(II)的含量來選擇。
可以理解，可以重複上述步驟製備複數個鋰離子電池負極預製體，然後再將所述複數個鋰離子電池負極預製體層疊設置，從而獲得具有較高機械強度的鋰離子電池負極預製體。
步驟S13，對所述鋰離子電池負極預製體進行熱處理。
所述熱處理溫度可以根據所述Co(NO3)2的熱分解溫度來選擇。該熱處理溫度可以略高於所述Co(NO3)2的熱分解溫度，優選地，熱處理溫度約為250℃~350℃。這係由於當溫度低於所述Co(NO3)2的熱分解溫度時，所述Co(NO3)2難以熱分解形成鋰離子電池負極活性顆粒，即Co3O4顆粒。另外，當溫度遠高於所述Co(NO3)2的熱分解溫度時，例如，大於350℃，會影響形成的Co3O4顆粒的結晶效果，此外，奈米碳管膜狀結構中的奈米碳管還會在Co3O4顆粒的催化下被破壞。更優選地，所述熱處理溫度可以為280℃~320℃。本實施例中，所述熱處理溫度約為300℃。另外，也可以將所述鋰離子電池負極預製體進行乾燥，再對所述鋰離子電池負極預製體進行熱處理。該乾燥的步驟可以使鋰離子電池負極預製體中的有機溶劑及水分的蒸發，從而減少對後續熱處理步驟產生影響。所述乾燥溫度約為50-100℃，本實施例約為80℃。
可以理解，由於該負極活性材料溶液均勻的吸附於所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管的表面，故，在熱處理的過程中，隨著負極活性材料溶液中有機溶劑及水分的蒸發，所述Co(NO3)2可以均勻的分散於所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管的表面，所述分散於奈米碳管膜狀結構中奈米碳管表面的Co(NO3)2以顆粒狀均勻分佈。進一步地，所述吸附於奈米碳管表面的Co(NO3)2顆粒會進一步熱分解，從而在所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管的表面上均勻 地吸附複數個Co3O4顆粒。
此外，所述將鋰離子電池負極預製體進行熱處理的步驟還可以在惰性氣體環境下進行。所述惰性氣體環境，可以防止奈米碳管膜狀結構在高溫條件下被氧化、破壞。
請參見圖5，該鋰離子電池負極由一奈米碳管膜狀結構以及複數個Co3O4顆粒複合而成。所述Co3O4顆粒均勻的吸附於所述奈米碳管膜狀結構中。所述Co3O4顆粒的尺寸約為50奈米到10微米。優選的，所述Co3O4顆粒的尺寸約為100奈米到500奈米。本實施例中，所述Co3O4顆粒的尺寸約為250奈米。該鋰離子電池負極的容量可以達到先前石墨電極容量的3倍。另外，由於所述Co3O4顆粒均勻吸附在所述奈米碳管膜狀結構中，故，可以防止所述Co3O4顆粒之間相互團聚，從而可以獲得均一、穩定的鋰離子電池負極。最後，由於奈米碳管膜狀結構中存在複數個間隙，該間隙可以用於容納鋰離子，故，本發明中的鋰離子電池負極在使用過程中，其體積不會發生顯著變化。
本發明第一實施例提供一種鋰離子電池負極的製備方法具有以下優點：首先，通過將Co(NO3)2溶液與有機溶劑混合，從而使形成的負極活性材料溶液與奈米碳管具有良好的浸潤性，故，該負極活性材料溶液可以均勻的吸附於所述奈米碳管膜狀結構中，從而使鋰離子電池負極中的活性材料與奈米碳管可以形成良好的結合。其次，通過控制所述Co(NO3)2的熱分解溫度，可以獲得良好結晶效果的Co3O4顆粒，從而提高所述鋰離子電池負極的性能。最後，由於奈米碳管結構具有良好的導電性能，故，本發明實施例中的鋰離 子電池負極無需添加額外的導電材料，就可以具有良好的導電性能。另，由於奈米碳管結構具有自支撐性能，故，該鋰離子電池負極具有較強的機械性能，且為一宏觀的薄膜結構，故，可以方便的應用於各種可擕式電子設備。
本發明第二實施例提供一種鋰離子電池負極的製備方法。該鋰離子電池負極的製備方法包括以下步驟：(S20)，提供一奈米碳管膜狀結構；(S21)，提供一負極活性材料溶液；(S22)，將所述負極活性材料溶液噴塗於所述奈米碳管膜狀結構表面形成一鋰離子電池負極預製體；以及，(S23)，對所述鋰離子電池負極預製體進行熱處理。
所述步驟S20與本發明第一實施例中的步驟S10相同。
步驟S21，提供一負極活性材料溶液。
所述負極活性材料溶液的製備方法包括以下步驟：
步驟S211，提供一Co(II)鹽溶液。
所述Co(II)鹽溶液可以係CoCl2、CoSO4、Co(NO3)2及其混合物。所述Co(II)鹽溶液的濃度可根據實際需要選擇。優選地，所述Co(II)鹽溶液的濃度為0.1mol/L~5mol/L。更優選地，所述Co(II)鹽溶液的濃度為0.5mol/L~2mol/L。本實施例中，所述Co(II)鹽溶液為濃度為1mol/L的Co(NO3)2。
步驟S212，提供一氨水溶液，並將所述氨水溶液添加到所述Co(II)鹽溶液中，形成一懸濁液。
所述氨水溶液的濃度不限，可以根據實際需要選擇。該氨水溶液 的濃度為0.1mol/L~5mol/L。本實施例中，所述氨水溶液為濃度為1mol/L。
可以理解，由於氨水溶液的添加，所述Co(II)鹽溶液中的Co2+離子會與水中的OH-發生反應生成Co(OH)2而沈澱下來，從而形成所述懸濁液。所述Co(OH)2的粒徑以及沈澱量可以通過所述氨水溶液的濃度以及添加量來控制。本實施例中，添加過量的氨水溶液使Co(II)鹽溶液中的Co2+離子完全沈澱下來。
步驟S213，提供一有機溶劑，並將所述有機溶劑與所述懸濁液混合，形成所述負極活性材料溶液。
所述有機溶劑選自易揮發、且與奈米碳管具有良好浸潤性能的有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮、異丙醇、二氯乙烷或氯仿等。本實施例中採用異丙醇。所述懸濁液與所述有機溶劑的體積比為1：1到10：1；優選地，所述懸濁液與所述有機溶劑的體積比為2：1到5：1。本實施例中，所述懸濁液與所述有機溶劑的體積比為4：1。
可以理解，所述負極活性材料溶液的製備方法也不限於上述步驟S20及S21，也可以採用其他方法製備，例如，直接將奈米級的Co(OH)2顆粒分散於上述有機溶劑形成。所述奈米級的Co(OH)2顆粒的粒徑約為1奈米-100奈米。優選的，奈米級的Co(OH)2顆粒的粒徑約為10奈米-50奈米。
在步驟S22中，可以通過如第一實施例中的方法將所述負極活性材料溶液噴塗於所述奈米碳管膜狀結構的表面。可以理解，由於所述奈米碳管膜狀結構具有較小的厚度，其厚度為微米級或微米 級，故，通過噴霧法可以在不破壞奈米碳管膜狀結構的條件下，使負極活性材料溶液中的Co(OH)2充分進入到所述奈米碳管膜狀結構的內部。另外，通過噴塗法還可以過濾掉負極活性材料溶液中粒徑較大的Co(OH)2沈澱。此外，由於所述負極活性材料溶液中含有與奈米碳管浸潤性能良好的有機溶劑，故，該負極活性材料溶液可以均勻的吸附於所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管的表面，從而使所述Co(OH)2沈澱也吸附於所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管的表面。所述負極活性材料溶液的用量不限，可以根據奈米碳管膜狀結構的大小以及負極活性材料溶液中Co(II)的含量來選擇。
步驟S23與本發明第一實施例中的步驟S13基本相同不同之處在於：所述熱處理在空氣環境中進行，此外，在熱處理過程中，隨著負極活性材料溶液中有機溶劑及水分的蒸發，所述Co(OH)2可以均勻的吸附於所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管的表面。進一步地，所述吸附於奈米碳管表面的Co(OH)2會進一步熱分解並氧化，從而在所述奈米碳管膜狀結構中均勻分散複數個Co3O4顆粒。所述Co3O4顆粒的粒徑取決於Co(OH)2的粒徑。所述熱處理溫度可以根據所述Co(OH)2的熱分解溫度來選擇。該熱處理溫度可以略高於所述Co(OH)2的熱分解溫度，優選地，熱處理溫度約為250°C~350℃。這係由於當溫度低於所述Co(OH)2的熱分解溫度時，所述Co(OH)2難以熱分解形成鋰離子電池負極活性顆粒，即Co3O4顆粒。另外，當溫度遠高於所述Co(OH)2的熱分解溫度時，例如，大於350℃，該Co3O4顆粒會進一步氧化形成Co2O3，此外，奈米碳管膜狀結構中的奈米碳管還會在Co3O4顆粒的催化下被破壞。更優選地，所述熱處理溫度可以為280℃~320℃。本實施例中，所述 熱處理溫度約為300℃。
請參見圖6，該鋰離子電池負極由一奈米碳管膜狀結構以及複數個Co3O4顆粒複合而成。所述Co3O4顆粒均勻的吸附於所述奈米碳管膜狀結構中。所述Co3O4顆粒的尺寸約為50奈米到100微米。優選的，所述Co3O4顆粒的尺寸約為1微米到10微米。本實施例中，所述Co3O4顆粒的尺寸約為2微米。該鋰離子電池負極的容量可以達到先前石墨電極容量的2-3倍。
本發明第二實施例提供一種鋰離子電池負極的製備方法具有以下優點：通過將所述懸濁液與有機溶劑混合，從而使形成的負極活性材料溶液與奈米碳管具有良好的浸潤性，故，該Co(OH)2可以均勻的吸附於所述奈米碳管膜狀結構中，從而使鋰離子電池負極中的活性材料與奈米碳管可以形成良好的結合。另外，通過控制所述Co(OH)2的熱分解溫度，可以獲得良好結晶效果的Co3O4顆粒，從而提高所述鋰離子電池負極的性能。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

Claims (14)

  1. 一種鋰離子電池負極的製備方法，包括：提供一奈米碳管膜狀結構，該奈米碳管膜狀結構包括複數個奈米碳管；提供一Co(II)鹽溶液及一氨水溶液；將所述氨水溶液與所述Co(II)鹽溶液混合，形成一Co(OH)2懸濁液；提供一有機溶劑，並將所述有機溶劑與所述Co(OH)2懸濁液混合，形成一負極活性材料溶液；將所述負極活性材料溶液噴塗於所述奈米碳管膜狀結構表面形成一鋰離子電池負極預製體；以及對所述鋰離子電池負極預製體進行熱處理，使鋰離子電池負極預製體中的Co(OH)2熱分解。
  2. 如請求項1所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述Co(II)鹽溶液的濃度為0.1mol/L~5mol/L。
  3. 如請求項1所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述有機溶劑為易揮發且與奈米碳管具有良好浸潤性能的有機溶劑。
  4. 如請求項1所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述有機溶劑選自乙醇、甲醇、丙酮、異丙醇、二氯乙烷、氯仿及其混合物。
  5. 如請求項1所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述負極活性材料溶液中，所述懸濁液與所述有機溶劑的體積比為1：1到10：1。
  6. 如請求項1所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述鋰離子電池負極預製體的製備方法包括：將所述奈米碳管膜狀結構懸空設置；以及將所述負極活性材料溶液通過噴霧法噴塗於所述奈米碳管膜狀結構的兩 個表面。
  7. 如請求項1所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述熱處理溫度為250℃~350℃。
  8. 如請求項1所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述奈米碳管膜狀結構包括一層、兩層或三層層疊設置的奈米碳管膜，且相鄰的奈米碳管膜之間通過凡得瓦力緊密相連。
  9. 如請求項8所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述每一奈米碳管膜包括複數個基本沿同一方向延伸的奈米碳管，且每一奈米碳管與在延伸方向相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。
  10. 如請求項8所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述每一奈米碳管膜包括基本沿同一方向延伸且平行於該奈米碳管膜的表面的複數個奈米碳管。
  11. 如請求項8所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述每一奈米碳管膜包括相互纏繞的奈米碳管，該奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引、纏繞。
  12. 如請求項1所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，所述奈米碳管膜狀結構的厚度為100奈米-100微米。
  13. 如請求項1所述的鋰離子電池負極的製備方法，其中，對所述鋰離子電池負極預製體進行熱處理的之前，進一步對所述鋰離子電池負極預製體進行乾燥處理。
  14. 一種鋰離子電池負極的製備方法，包括：提供一奈米碳管膜狀結構，該奈米碳管膜狀結構包括複數個奈米碳管；提供一含有有機溶劑的Co(OH)2懸濁液；將所述Co(OH)2懸濁液噴塗於所述奈米碳管膜狀結構表面形成一鋰離子電池負極預製體；以及 對所述鋰離子電池負極預製體進行熱處理，使鋰離子電池負極預製體中的Co(OH)2熱分解。
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