[發(fā)明專利]一種硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料及其制備方法、應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710634111.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107482189A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱麗麗;樊少娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M4/86;H01M4/90;H01G11/30;H01G11/32
• 代理公司: 合肥市長(zhǎng)遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙)34119
• 代理人: 段曉微,葉美琴

1.一種硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料，其特征在于，包括硅碳基體，和沉積在硅碳基體表面的硅納米線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料，其特征在于，硅碳基體中，碳顆粒平均粒徑為1.0×10²～1.0×10⁵nm，硅顆粒平均粒徑5～50nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料，其特征在于，硅納米線的直徑為1～500nm，長(zhǎng)度為5～2.0×10⁵nm。

4.一種如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、以瀝青為前驅(qū)體對(duì)硅材料進(jìn)行裂解碳包覆，再與碳材料進(jìn)行復(fù)合得到硅碳基體；

S2、將硅納米線沉積到硅碳基體表面得到硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，S1中，將硅材料和碳材料加入瀝青的三氯乙烯溶液中混合，通入氬氣，球磨，干燥得到硅碳基體；優(yōu)選地，S1中，硅材料、碳材料和瀝青的重量比為1～2：2.5～3：2～2.8。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，S1中，碳材料為磷片狀石墨、塊狀石墨、無(wú)定形石墨和人造石墨中的一種，優(yōu)選為人造石墨；優(yōu)選地，S1中，硅材料為納米硅單質(zhì)顆粒。

7.根據(jù)權(quán)利要求5-6任一項(xiàng)所述硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，S1的球磨過(guò)程中，球料比例為8～12：1，球磨轉(zhuǎn)速為280～320r/min，球磨時(shí)間為18～22h。

8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，S2中，將硅納米線的硅源和硅碳基體按照常規(guī)方法進(jìn)行化學(xué)氣相沉積，自然冷卻至室溫得到硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料；優(yōu)選地，S2中，硅源為一氧化硅粉末；優(yōu)選地，S2中，硅源與硅碳基體的質(zhì)量比為6.0～6.5：5.5～6.0。

9.根據(jù)權(quán)利要求4-8任一項(xiàng)所述硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，S2中，化學(xué)氣相沉積的溫度為800～1500℃，化學(xué)氣相沉積的時(shí)間為1～24h，惰性氣體流速為100～400mL/min；優(yōu)選地，S2中，惰性氣體為氬氣。

10.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述硅納米線/硅碳基體復(fù)合材料在鋰離子電池負(fù)極材料、燃料電池催化劑材料或超級(jí)電容器的電極材料的應(yīng)用。