[發明專利]一種碳包覆硅納米片和硅基復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910041404.8
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109686960A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 楊書廷;張芬麗;鄭延輝;董紅玉
• 申請（專利權）人: 河南電池研究院有限公司;河南師范大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 趙振

1.一種碳包覆硅納米片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將0.1-1g碳源加入5-20mL水中，攪拌并超聲分散10-30min；加入0.1-1g D50粒徑為10-500nm的硅粉，超聲分散10-30min；

步驟二：將步驟一所得混合物在密閉容器中進行水熱反應，反應溫度100-200℃，反應時間為10-24小時；

步驟三：將水熱反應產物離心處理，所得固體物質在40℃-80℃真空干燥；

步驟四：將干燥后的固體研磨、煅燒，煅燒時升溫速度為3-10℃/min，煅燒溫度為500-1000℃，煅燒時間為5-12小時，即得到碳包覆硅納米片。

2.如權利要求1所述的碳包覆硅納米片的制備方法，其特征在于，所述碳源為蔗糖、葡萄糖、瀝青、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺中的一種或幾種。

3.如權利要求1所述的碳包覆硅納米片的制備方法，其特征在于，所述煅燒溫度為750-800℃。

4.一種碳包覆硅納米片，其特征在于，所述硅納米片用如權利要求1至3之一所述方法制成，所述碳包覆硅納米片由硅納米片及包覆在其周圍的碳層組成。

5.一種使用如權利要求4所述的碳包覆硅納米片制備硅基復合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將權利要求1至3之一所制得的碳包覆硅納米片、D50粒徑為1-40μm的碳材料、碳源按照質量比5-12％：78-85％：10％混合，放入球磨機球磨后得到混合均勻的粉體；

其中，所述碳材料為石墨、軟碳、硬碳中的一種或者幾種的混合物；

步驟二：將球磨后的粉體煅燒，煅燒升溫速度為3-10℃/min，煅燒溫度為500-1000℃，煅燒時間為5-12小時，即得到硅基復合材料。

6.一種如權利要求5所述的硅基復合材料的制備方法，其特征在于，所述球磨機中球料比為10:1，球磨時間為0.5-24小時，球磨機轉速為600r/min。

7.一種如權利要求5或6所述的硅基復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳源為蔗糖、葡萄糖、瀝青、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺中的一種或幾種。

8.一種如權利要求7所述的硅基復合材料的制備方法，其特征在于，所述煅燒溫度為750-800℃。

9.一種硅基復合材料，其特征在于，所述硅基復合材料用如權利要求5至8之一所述的方法制成，所述硅基復合材料包括碳包覆硅納米片、碳材料和包覆碳層；其中，所述碳包覆硅納米片均勻附著在所述碳材料的表面，在所述附著有碳包覆硅納米片的碳材料外面均勻包覆有碳層。

10.一種如權利要求9所述的硅基復合材料，其特征在于，所述碳材料為石墨、軟碳、硬碳中的一種或者幾種的混合物。