一种锂离子二次电池用负极材料及其生产方法

摘要

本发明涉及一种锂离子二次电池用负极材料及其生产方法，该负极材料由硅壳体材料包覆纳米碳管核体材料构成。该负极材料生产方法为，(1)将硅材料与纳米碳管放入有惰性气体保护的高温反应釜，搅拌混合；(2)调整反应釜温度和压力，使壳体材料包覆核体材料；(3)将已包覆材料干燥、碳化；(4)对碳化处理后的包覆材料进行石墨化处理，即得到均匀的负极材料。本发明还给出了纳米碳管两种生产方法。其一是将碳材料与黏结剂捏合混合加压成型经碳化石墨化粉碎粒度调整而得。其二是将碳材料与糖浆混合喷雾干燥成粉末状，再经碳化石墨化处理而得。将本发明生产方法制造的负极材料用于锂离子蓄电池的负极板，电容量大于600mA/H。

主权项

一种锂离子二次电池用负极材料生产方法，其步骤和条件为：(1)混合：将10％～60％硅材料与40～90％纳米碳管同时放入有惰性气体保护的高温反应釜，高温反应釜升温速率为每1小时升温100℃、加温时间为3～5小时，搅拌速度为60～300转/分钟；所述纳米碳管制造方法为，采用质量百分数80％碳材料与20％的黏结剂捏合混合，加压成型，然后进行碳化和石墨化处理得到人造石墨块，再将此人造石墨块予以粉碎、调整粒度而得；或者，所述纳米碳管制造方法为，采用质量百分数60％碳材料与40％葡萄糖含量大于20％的糖浆混合，得到浆液，把浆液放入离心喷雾干燥级内产出2‑100μm的粉末，然后进行碳化和石墨化处理而得；(2)包覆：反应釜温度降到200℃‑300℃，压力为10‑5‑10‑3Pa，反应2～3小时，使壳体材料包覆核体材料；(3)碳化：将已包覆材料放入真空干燥炉，控制温度在400℃‑500℃，压力为10‑6‑10‑3Pa，干燥时间为2‑3小时；干燥后送入高温碳化真空炉，控制压力为10‑4‑10‑1Pa，升温速率为每小时升温100℃，使高温碳化真空炉的温度为700‑1600℃，高温碳化炉内加有高强磁场，高强磁场的强度范围为100‑20000GS，碳化过程时间为12‑20小时；(4)石墨化：碳化处理后的包覆材料送入高温石墨化真空炉，控制压力为10‑4‑10‑1Pa，升温速率为每小时升温100℃，使高温石墨化真空炉的温度为1600‑3000℃，高温石墨化炉内加有高强磁场，强度范围为100‑20000GS，石墨 化过程时间为12‑20小时，得到均匀的负极材料。