[發(fā)明專利]一種納米碳硅復合材料及其制備方法

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• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112928263A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 葛傳長;仰永軍
• 申請（專利權）人: 內蒙古凱金新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 東莞恒成知識產權代理事務所(普通合伙) 44412
• 代理人: 韓丹

1.一種納米碳硅復合材料，其特征在于，包括碳納米材料、納米硅以及碳質粘結劑，其中的碳納米材料和納米硅為主體儲鋰材料。

2.根據(jù)權利要求1所述的納米碳硅復合材料，其特征在于，所述碳納米材料為內核，所述納米硅以殼結構包覆在碳納米材料上，所述碳質粘結劑用于將多個第一前驅體粘結。

3.根據(jù)權利要求1所述的納米碳硅復合材料，其特征在于，所述碳納米材料所占復合材料的重量百分比為15-80％，所述納米硅占復合材料的重量百分比為10-55％，所述碳質粘結劑所占復合材料的重量百分比為5-75％。

4.根據(jù)權利要求1所述的納米碳硅復合材料，其特征在于，所述碳納米材料的粒度為10-500nm，納米硅的粒度為5-200nm；所述納米硅碳復合負極材料的粒度為10-30μm。

5.一種納米碳硅復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在碳納米材料上動態(tài)沉積一層納米硅，使納米硅以殼結構均勻包覆在碳納米材料上，制得第一前驅體；

將上述步驟中制得的第一前驅體與碳質粘結劑混合后導入二次造粒設備中進行二次造粒，制得第二前驅體；

將上述步驟中制得的第二前驅體經碳化處理后制得第三前驅體；

將上述步驟中制得的第三前驅體經破碎篩分制得納米硅碳復合負極材料。

6.根據(jù)權利要求5所述的納米碳硅復合材料的制備方法，其特征在于，在所述在碳納米材料上動態(tài)沉積一層納米硅，使納米硅以殼結構均勻包覆在碳納米材料上，制得第一前驅體步驟中，首先將碳納米材料裝入真空回轉管式爐中后進行抽真空處理；然后將真空回轉管式爐內加熱至750-1200℃后以1.5-2.5L/min的速度向真空回轉管式爐內通入硅源，使硅源分解出納米硅，納米硅以殼結構均勻包覆在碳納米材料上，冷卻后即制得所述第一前驅體。

7.根據(jù)權利要求5所述的納米碳硅復合材料的制備方法，其特征在于，所述硅源為SiH₄、Si2H₄、SiHCl₃或SiCl₄中的一種或多種的組合。

8.根據(jù)權利要求5所述的納米碳硅復合材料的制備方法，其特征在于，在所述將上述步驟中制得的第一前驅體與碳質粘結劑混合后導入二次造粒設備中進行二次造粒，制得第二前驅體步驟中，將制備的第一前驅體與碳質粘結劑在混合機中均勻混合1-1.5小時制得第一前驅體和碳質粘結劑混合物，將第一前驅體和碳質粘結劑混合物導入造粒設備中進行二次造粒制得第二前驅體。

9.根據(jù)權利要求5所述的納米碳硅復合材料的制備方法，其特征在于，在所述將上述步驟中制得的第二前驅體經碳化處理后制得第三前驅體步驟中，將第二前驅體置入真空回轉管式爐中并充入氮氣作為保護氣，然后將真空回轉管式爐加熱到450-1500℃，使第二前驅體在氮氣氣氛下碳化3-7小時后制得第三前驅體。

10.根據(jù)權利要求5所述的納米碳硅復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳質粘結劑為葡萄糖、糠醛樹脂、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯腈中的一種或多種的組合。