[發明專利]一種包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711443838.8
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108183211B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 王薇;李國鵬;郭鳳祥;王瑤;唐建國;劉繼憲;黃林軍;焦吉慶;王彥欣;李海東;王久興;沈文飛;李磊
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M10/0525
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 宋蓮英

1.一種包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1）按照以下重量百分含量稱取原料：工業鋁85.1-99.0%、工業硅0.9-14.8%、變質劑0.1-0.6%，備用；

2）將工業鋁加熱至熔化，加入工業硅和變質劑，混合均勻，在570-850℃下，保溫15-90min，得鋁硅合金熔體；

3）將步驟2）所得的鋁硅合金熔體，以0.1-100℃/s的冷卻速度冷卻成型，得鋁硅合金；

4）將步驟3）所得的鋁硅合金切割成小塊，置于質量濃度為5-10%的無機酸中，化學腐蝕100-120h，得腐蝕后的鋁硅合金；

5）取步驟4）所得的腐蝕后的鋁硅合金，浸泡，攪拌，靜置4-150h；

6）取步驟5）所得的靜置后的上層混合液，離心，干燥，得到復合硅粉；

所述復合硅粉包括硅顆粒基體和富鋁納米顆粒，所述硅顆粒基體的尺寸為0.2-3μm，所述富鋁納米顆粒的半徑為3-10nm，所述復合硅粉中硅元素和鋁元素的重量百分含量分別為Si 85.0-99.9%和Al 0.1-15.0%。

2.根據權利要求1所述的包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉的制備方法，其特征在于：

所述硅顆粒基體的尺寸為0.3-1.2μm。

3.根據權利要求1所述的包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉的制備方法，其特征在于：

所述變質劑為Sb、Sr、Bi中的任意一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉的制備方法，其特征在于：

所述步驟5）中，靜置時間為100-150h。

5.根據權利要求1所述的包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉的制備方法，其特征在于：

所述步驟5）中，浸泡是在去離子水和/或無水乙醇中進行，浸泡溫度為15-60℃。

6.一種包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉，其特征在于：

所述復合硅粉是由根據權利要求1-5中任意一項所述的包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉的制備方法制備而成的。

7.根據權利要求6所述的包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉，其特征在于：

所述復合硅粉中硅元素和鋁元素的重量百分含量分別為Si 90.0-99.9%和Al 0.1-10.0%。

8.根據權利要求6或7所述的包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉的應用，其特征在于：

所述復合硅粉用于制備鋰離子電池負極材料。

9.根據權利要求8所述的包埋富鋁納米顆粒的復合硅粉的應用，其特征在于：

將所述復合硅粉、導電劑、粘合劑按照質量比為12:5:3混合，添加去離子水，攪拌均勻，靜置，干燥，涂覆在銅箔上，得到鋰離子電池負極材料。