[發明專利]一種含硅復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200610170615.4
• 申請日: 2006-12-22
• 公開（公告）號: CN101207198A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 陳爭光;沈菊林;肖峰
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/58;H01M4/04;B22F1/02;B22F9/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;顧映芬

1.一種含硅復合材料，該材料含有單質硅、石墨和無定型碳，其特征在于，該材料還含有碳納米管，所述單質硅為納米單質硅，至少部分所述無定型碳包覆在單質硅、石墨和碳納米管表面上。

2.根據權利要求1所述的材料，其中，相對于100重量份石墨，所述碳納米管的含量為0.01-2重量份，所述納米單質硅的含量為2-15重量份，所述無定型碳的含量為5-20重量份。

3.根據權利要求1所述的材料，其中，所述碳納米管的粒子直徑為20-100納米，長度為0.5-2微米。

4.根據權利要求1所述的材料，其中，所述納米單質硅的粒子直徑為5-200納米。

5.根據權利要求1所述的材料，其中，所述石墨的粒子直徑為15-25微米。

6.一種含硅復合材料的制備方法，該方法包括將含有單質硅、石墨和表面活性劑的復合顆粒與碳前驅物在溶劑中混合均勻，得到表面包覆碳前驅物的含有單質硅、石墨和表面活性劑的復合顆粒，然后將碳前驅物和表面活性劑炭化為無定型碳，其特征在于，所述含有單質硅、石墨和表面活性劑的復合顆粒還含有碳納米管，所述單質硅為納米單質硅，至少部分所述無定型碳包覆在單質硅、石墨和碳納米管表面上。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述碳前驅物和含有單質硅、石墨和表面活性劑的復合顆粒的加入量使相對于100重量份石墨，無定型碳的含量為5-20重量份，所述碳納米管的含量為0.01-2重量份，所述納米單質硅的含量為2-15重量份。

8.根據權利要求6或7所述的方法，其中，所述碳前驅物的加入量為含有單質硅、石墨和表面活性劑的復合顆粒重量的7-20重量％。

9.根據權利要求6所述的方法，其中，含有單質硅、石墨和表面活性劑的復合顆粒的制備方法包括將單質硅、石墨和碳納米管在含有表面活性劑的溶液中分散均勻后除去溶劑。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述表面活性劑為聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一種或幾種，所述表面活性劑的加入量為單質硅、石墨和碳納米管總重量的5-25重量％。

11.根據權利要求6所述的方法，其中，所述碳納米管的粒子直徑為20-100納米，長度為0.5-2微米，所述納米單質硅的粒子直徑為5-200納米，所述石墨的粒子直徑為15-25微米，所述碳前驅物為聚烯烴樹脂、纖維素樹脂、熱固性酚醛樹脂、脲醛樹脂、環氧樹脂、瀝青和焦油樹脂中的一種或幾種，所述溶劑為能溶解碳前驅物但不溶解所述含有單質硅、石墨和表面活性劑的復合顆粒且不與碳前驅物和所述含有單質硅、石墨和表面活性劑的復合顆粒反應的溶劑。

12.根據權利要求6所述的方法，其中，所述溶劑的加入量為含有單質硅、石墨和表面活性劑的復合顆粒與碳前驅物總重量的2-5倍，所述炭化的方式為使表面包覆碳前驅物的含有單質硅、石墨和表面活性劑的復合顆粒在200-400℃下加熱2-10小時，然后在800-1200℃下加熱2-8小時。