[發明專利]硅/碳納米管/碳微米線及其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201910905233.9
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110534725B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 孫慶豐;王漢偉;王超;李彩彩
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 王佳妹

1.一種硅/碳納米管/碳微米線的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：將硅納米粒子加入纖維素溶液中，進行第一次超聲處理，再加入碳納米管，進行第二次超聲處理，獲得混合溶液；

步驟S2：將所述混合溶液先冷凍處理，再進行冷凍干燥處理，獲得硅/碳納米管/纖維素微米線氣凝膠；

步驟S3：將所述硅/碳納米管/纖維素微米線氣凝膠進行壓力處理，再在保護氣環境中進行碳化處理，獲得硅/碳納米管/碳微米線，所述硅/碳納米管/碳微米線中的碳納米管沿著碳微米線軸向排布互相交織，并與纖維素經碳化處理后形成的碳單質一同形成了籠狀結構，將硅納米粒子牢牢的封裝在其中。

2.根據權利要求1所述的硅/碳納米管/碳微米線的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述硅納米粒子、所述纖維素溶液與所述碳納米管的重量比為（6～14）：（2～100）：（1～4）。

3.根據權利要求1所述的硅/碳納米管/碳微米線的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述纖維素溶液中的溶劑為水、乙二醇、丙二醇、丙三醇或季戊四醇，溶質為細菌纖維素或植物纖維素。

4.根據權利要求1所述的硅/碳納米管/碳微米線的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述硅納米粒子的粒徑尺寸為1~500nm。

5.根據權利要求1所述的硅/碳納米管/碳微米線的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述第一次超聲處理是在溶液溫度為0～15oC、超聲功率為100～1000W的條件下超聲1～30min，所述第二次超聲處理是在溶液溫度為0～15oC、超聲功率為100～1000W的條件下超聲1～30min。

6.根據權利要求1所述的硅/碳納米管/碳微米線的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述冷凍處理溫度為?193~?5℃，處理時間為12～24h；

所述冷凍干燥處理的時間為24～64h，真空度為1~10 Pa。

7.根據權利要求1所述的硅/碳納米管/碳微米線的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述壓力處理的壓力不超過20Mpa；

所述碳化處理的溫度為600～1100℃，處理時間為60～720min。

8.根據權利要求1所述的硅/碳納米管/碳微米線的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述保護氣環境是指通有保護氣的高溫爐，所述保護氣為氬氣、氮氣或氦氣。

9.如權利要求1-8中任一項所述的硅/碳納米管/碳微米線的制備方法所制備的硅/碳納米管/碳微米線，其特征在于，所述硅/碳納米管/碳微米線的直徑為0.1～10μm，長度為20～1000μm。

10.如權利要求9所述的硅/碳納米管/碳微米線的應用，所述硅/碳納米管/碳微米線可應用于鋰離子電池的負極中。