[發明專利]硅碳復合材料的制備方法及其作為鋰離子電池負極材料的應用

在審

• 申請號: 201710872837.9
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107768618A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 沈戀;侯喜鋒;鄭允星;張雷;蔡迅
• 申請（專利權）人: 北京博雅合眾環保科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 銅陵市天成專利事務所34105
• 代理人: 吳晨亮

1.硅碳復合材料的制備方法，其特征是它包括以下步驟：（1）、在室溫下，按特定比例稱量硅源、熔融鹽與還原劑，將上述原料和球按球料比3：1-5：1放入球磨罐中，球料體積不超過球磨罐的2/3，在轉速300-450r/h的轉速下機械混合2-6h，所得混合物放入一個密閉的內膽中，再用水熱罐密封后，在190-280℃烘箱中進行一定時間的熱處理，得到相應的含硅前驅體；（2）、將步驟（1）中得到的含硅前驅體經過酸處理除去金屬化合物、二氧化硅，得到單質硅粉體；（3）、將步驟2）中得到的單質硅粉體與碳源均勻混合后，進行惰性保護氣氛下的高溫燒結，制備得到硅碳復合材料。

2.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征是所述硅源選自分子篩和二氧化硅氣凝膠，所述碳源是瀝青，所述還原劑選自Mg和Al金屬粉體。

3.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征是所述還原劑與硅源的摩爾比為1:1-2:1；所述低溫熔融鹽為AlCl₃，其中Al與硅源中Si的摩爾比為8:1-12:1。

4.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征是所述步驟（1）中熱處理溫度為190-260℃，熱處理時間為6-24h。

5.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征是所述步驟（2）中酸選自鹽酸、硫酸、氫氟酸和硝酸中的一種或幾種，酸濃度為1%-15%，反應時間為3-6h。

6.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征是所述步驟（3）中硅與碳的質量比為0.5:1-2:1。

7.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征是所述步驟（3）中惰性保護氣氛為N₂或Ar。

8.如權利要求1所述的硅碳復合材料的制備方法，其特征是所述步驟（3）中高溫燒結溫度為650-750℃，燒結時間為6-10h。

9.如權利要求1-8任一所述的硅碳復合材料的制備方法制得的硅碳復合材料，其特征是所述硅碳復合材料粒徑為1-5μm，碳包覆量為2-10%。

10.如權利要求1-8任一所述的硅碳復合材料的制備方法制得的硅碳復合材料的應用，其特征是所述硅碳復合材料作為鋰離子電池負極材料。