[發(fā)明專利]一種硅碳復(fù)合材料、其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107611416A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍開富;高標(biāo);梅世雄;安威力;付繼江;張旭明
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/583
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙)42224
• 代理人: 紀(jì)元

1.一種硅碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將硅酸鹽玻璃粉末和片層碳材料混合后進(jìn)行濕法球磨，固液分離后烘干，獲得混合均勻的硅酸鹽玻璃粉末與片層碳材料的混合物；所述片層碳材料為具有片層結(jié)構(gòu)的碳材料，包括天然石墨、人造石墨或膨脹石墨中的一種或多種；

(2)將步驟(1)獲得的硅酸鹽玻璃粉末與片層碳材料的混合物先進(jìn)行碳化處理，再與鎂粉和熔鹽混合后壓實(shí)成錠，然后在惰性氣氛下發(fā)生鎂熱還原反應(yīng)；將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行酸洗處理得到硅碳復(fù)合材料；所述硅碳復(fù)合材料包括多孔硅以及片層石墨，其中所述多孔硅位于所述片層石墨之間，形成三明治結(jié)構(gòu)，所述多孔硅具有三維貫穿孔結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅酸鹽玻璃粉末的粒徑為5～10微米。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述片層碳材料為膨脹石墨。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述硅酸鹽玻璃粉末與所述片層碳材料的質(zhì)量比為10:0.5～2。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳化處理的具體步驟為：將該混合物在氬氣環(huán)境下以1～10℃/min的升溫速度加熱到800～1200℃保溫1～3h，退火后粉碎。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述硅酸鹽玻璃粉末與片層碳材料的混合物、鎂粉和熔鹽的質(zhì)量比為1：0.3～0.4：3～5。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述壓實(shí)成錠采用的壓力范圍為10～50MPa。

8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述壓實(shí)成錠通過采用壓力機(jī)實(shí)現(xiàn)。

9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述壓力機(jī)為液壓機(jī)或冷擠壓機(jī)。

10.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述 制備方法制備得到的硅碳復(fù)合材料。

11.一種如權(quán)利要求10所述的硅碳復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，用于鋰離子電池負(fù)極材料。