[发明专利]硅碳复合材料及其制备方法、含该材料的锂离子电池

权利要求书

1.一种硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在惰性气氛下，将一氧化硅加热，得到二氧化硅包覆纳米硅的复合材料；再将该二氧化硅包覆纳米硅的复合材料、多孔性碳基体材料、过量的氢氟酸溶液混合，得到多孔性碳基体材料孔隙间复合有纳米硅粒子的复合材料；

（2）用高分子聚合物包覆所述步骤（1）中的多孔性碳基体材料孔隙间复合有纳米硅粒子的复合材料，在惰性气氛下，加热得到多孔碳球包覆的硅碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）还包括将二氧化硅包覆纳米硅的复合材料、多孔性碳基体材料、过量的氢氟酸溶液混合后，进行超声分散。

3.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的多孔性碳基体材料为石墨烯、碳纳米管、气相生长碳纤维、乙炔黑、膨胀石墨、石墨中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的多孔性碳基体材料孔隙间复合有纳米硅粒子的复合材料中的纳米硅颗粒的粒径为5~100nm，其中纳米硅含量为10~90wt%。

5.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的加热温度为800~1300℃，加热时间为0.5~24h。

6.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的高分子聚合物包括：聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、酚醛树脂、沥青、葡萄糖、蔗糖、淀粉中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的加热温度为600~1000℃，加热时间为1~6小时。

8.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的多孔性碳基体材料孔隙间复合有纳米硅粒子的复合材料与高分子聚合物的重量比为（3~0.5）∶1。

9.一种硅碳复合材料，其特征在于，其是由权利要求1~8任意一项所述的方法制备的。

10.一种锂离子电池，其特征在于，其负极含有权利要求9所述的硅碳复合材料。