[發(fā)明專(zhuān)利]一種氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810592133.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108807896B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀艷兵;諶芳園;康飛宇;何中林;王鵬;武洪彬;李寶華;程光春;林平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院;湖北融通高科先進(jìn)材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/38;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 廣東德而賽律師事務(wù)所 44322
• 代理人: 葉秀進(jìn)

1.一種氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，至少包括如下步驟：

步驟一，以三聚氰胺為氮源，有機(jī)酸為碳源，改性石墨烯為導(dǎo)電橋梁，將三聚氰胺、有機(jī)酸、改性石墨烯在溶劑中混合均勻，然后再加入硅碳復(fù)合材料，混合均勻，得到濕漿料，干燥；

步驟二，將步驟一中混合好的干燥物料研磨、過(guò)篩，然后將物料轉(zhuǎn)移至回轉(zhuǎn)爐中，通入惰性氣氛，加熱至100～500℃，保溫0.1～5h，三聚氰胺與有機(jī)酸、改性石墨烯反應(yīng)后原位生成的功能結(jié)構(gòu)組分包覆在硅碳復(fù)合材料表面；然后繼續(xù)升溫至500～1000℃，碳化0.5～24h，冷卻后打散、過(guò)篩，得到包覆均一的氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料；

步驟二得到的氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料具有核殼結(jié)構(gòu)，殼層為氮摻雜碳層，核層為硅碳復(fù)合材料，所述氮摻雜碳層是由三聚氰胺與有機(jī)酸、改性石墨烯反應(yīng)后原位生成的功能結(jié)構(gòu)組分碳化得到的；

有機(jī)酸為檸檬酸、硬脂酸、乙二酸中的至少一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，殼層的質(zhì)量為核層質(zhì)量的0.5～5％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟一所述的改性石墨烯為接枝有-OOH，-OH官能團(tuán)的石墨烯。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟一所述的有機(jī)酸為含-COOH的有機(jī)物，并且-COOH官能團(tuán)的個(gè)數(shù)為1～5，碳原子數(shù)為2～20。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟一所述的溶劑液體為水、乙醇、丙酮、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃和甲基丁酮中的至少一種，濕漿料的固含量是30～50％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟一所述硅碳復(fù)合材料為噴霧干燥制得，硅和碳的比例為(5～30)：100，所述碳為天然石墨、人造石墨和中間相碳微球中的至少一種，所述硅碳復(fù)合材料的D50為5～15μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟一所述的干燥的溫度60～200℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，有機(jī)酸、改性石墨烯、三聚氰胺、硅碳復(fù)合材料的質(zhì)量比為(10～30)：(0.1～1)：(10～30)：100。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳包覆硅碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟二所述回轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)速為0.1rpm～1000rpm；所述惰性氣氛包括氦氣、氮?dú)狻鍤狻⒍趸贾械闹辽僖环N。