[發明專利]SiOx/碳復合材料及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請號: 201810342260.5
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN110085811A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 鄧永紅;吳唯;王曼;王若;徐東偉;杜磊磊;羅超;張田
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 官建紅

1.一種SiO_x/碳復合材料的制備方法，其特征在于，至少包括以下步驟：

步驟S01.在球磨條件下，將二氧化硅與鎂粉進行球磨處理，使所述二氧化硅與鎂粉發生鎂熱反應，球磨處理結束，采用鹽酸進行洗滌至洗出液中無鎂離子，再采用去離子水洗滌至中性，獲得SiO_x；

步驟S02.將SiO_x、木質素、鐵源及有機溶劑進行混料及超聲處理，獲得SiO_x/碳前軀體；

步驟S03.將所述SiO_x/碳前軀體置于還原性氣氛中進行煅燒處理，使鐵源被還原為鐵，同時所述鐵對所述木質素的碳化過程中起催化作用，使所述木質素在碳化時石墨化程度得到提高，并采用酸液對進行若干次洗滌處理，使所述鐵被去除，獲得SiO_x/碳復合材料；

其中，所述SiO_x中0≤x＜2。

2.如權利要求1所述的SiO_x/碳復合材料的制備方法，其特征在于，按照質量比為所述木質素：SiO_x：有機溶劑＝(0.5～2):1:(100～500)；按照原子比為所述鐵：硅＝1:(40～200)。

3.如權利要求1～2任一項所述的SiO_x/碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述木質素為堿木質素、木質素磺酸鹽、磺化堿木質素、磺化酶解木質素、羧基化堿木質素、羧基化酶解木質素、銨化堿木質素、銨化酶解木質素中的至少一種。

4.如權利要求1～2任一項所述的SiO_x/碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述鐵源為亞鐵鹽或鐵鹽。

5.如權利要求1～2任一項所述的SiO_x/碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述煅燒溫度為600～900℃。

6.如權利要求1～2任一項所述的SiO_x/碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述還原性氣氛為氫氣、氫氣和氬氣的混合物、一氧化碳、硫化氫、甲烷中的任一種。

7.如權利要求1～2任一項所述的SiO_x/碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述酸液為稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸中的任一種。

8.如權利要求1～2任一項所述的SiO_x/碳復合材料的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為四氫呋喃與乙醇的混合溶劑、四氫呋喃中的任一種。

9.一種SiO_x/碳復合材料，其特征在于，所述SiO_x/碳復合材料為核殼結構的納米材料，所述核部分為具有多孔的SiO_x，所述殼部分為無定形碳層，且所述無定形碳填充于所述SiO_x的孔洞中，所述SiO_x/碳復合材料采用如權利要求1～8任一項所述的制備方法制備。

10.一種鋰離子電池，包括負極活性材料，其特征在于，所述負極活性材料為權利要求1～8任一項的制備方法制備的SiO_x/碳復合材料。