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申请/专利权人：四川大学

摘要：本发明公开了交联混合导体膜材料及其在合金负极颗粒表面引发聚合成膜的方法。在Si或Sn、Ge、Al等大体积变化的合金负极材料颗粒表面，通过表面改性将电子导电聚合物单体基团接枝到颗粒材料表面，同时合成多元有机酸封端的离子导电聚合物、并将其作为电子导电聚合物的掺杂酸，将有机酸封端的离子导电聚合物、电子导电聚合物单体以及表面接枝的颗粒材料进行原位聚合，得到混合导体包覆的合金负极复合材料。本发明所述膜材料能够实现良好的锂离子电子导通，并适应充放电过程中的体积变化，大幅改善合金负极材料的循环性能和倍率性能。

主权项：1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述锂离子电池负极材料包括负极颗粒，和包覆在负极颗粒表面的交联混合导体膜材料，所述交联混合导体膜材料由碳中间层和混合导体外层组成，且负极颗粒、碳中间层、混合导体外层的质量百分比依次为（55%~95%）：0%～30%：（5%～15%）；所述混合导体外层由离子导电聚合物和电子导电聚合物单体在负极颗粒表面原位引发聚合交联形成；所述锂离子电池负极材料通过以下方法制备得到：（1）若负极颗粒为多孔硅、纳米硅，首先进行碳包覆形成微米颗粒，其中碳包覆的方法为将负极颗粒与碳源混合，采用化学方法进行碳源包覆，所述碳源与负极颗粒的质量比为1:（1～9）；然后在惰性气氛中碳化；若负极颗粒为微米硅、氧化亚硅，则直接无需此步骤；通过上述步骤得到材料S1；（2）将材料S1用表面改性剂进行表面改性，使材料表面接枝电子导电聚合物的共聚单体化合物，得到复合材料S2；所述表面改性的方法为：将硅烷偶联剂、材料S1和溶剂混合，在80℃下反应2小时，将活性基团接枝到硅表面，其中，材料S1与硅烷偶联剂的质量比为1:0.01~0.02，溶剂为水和乙醇的混合溶剂；然后将反应产物与电子导电聚合物的共聚单体化合物、溶剂混合进行反应，溶剂为水和乙醇的混合溶剂，其中硅烷偶联剂与电子导电聚合物的共聚单体化合物的摩尔比为（0.8～1.2）：1，反应温度为80℃～120℃，反应时间为3～8小时；（3）将具有多官能团的有机酸作为交联中心，诱导离子导电聚合物的端基官能团与有机酸反应键合，得到离子导电聚合物接枝的有机酸；其中有机酸与离子导电聚合物的摩尔比为1:（0.5~2）；（4）将复合材料S2与电子导电聚合物单体、离子导电聚合物接枝的有机酸在氧化剂的存在下，再进行聚合反应，其中复合材料S2与电子导电聚合物单体的质量比为1:0.05～0.2，电子导电聚合物单体、离子导电聚合物接枝的有机酸、氧化剂的摩尔比为1:（0.5～2）:1；经过过滤、干燥后得到混合导体膜包覆的复合材料，即负极材料，其中交联混合导体膜材料均匀包覆在复合材料颗粒表面。

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