[发明专利]一种氧化硅/碳复合材料及其制备方法与用途

权利要求书

1.一种氧化硅/碳复合材料，其含有氧化硅/石墨烯颗粒、有机物裂解碳、石墨粉，其中，氧化硅颗粒粘附于石墨烯片表面，有机物裂解碳包覆所述氧化硅/石墨烯颗粒，然后再与石墨复合。

2.如权利要求1所述的氧化硅/碳复合材料，其特征在于，所述氧化硅颗粒与石墨烯的质量比为1:9～9:1，进一步优选为4:6～9:1，特别优选为7:3～8:2；

优选地，所述氧化硅/石墨烯颗粒与有机物裂解碳的质量比为98:2～90:10，进一步优选为96:4～90:10，特别优选为95:5～90:10；

优选地，所述氧化硅/碳复合材料的粒径为1～60μm，进一步优选为3～55μm，特别优选为5～45μm。

3.一种如权利要求1或2所述的氧化硅/碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将氧化硅颗粒和石墨烯混合得到氧化硅/石墨烯颗粒；

（2）将步骤（1）得到的氧化硅/石墨烯颗粒包覆有机碳，得到有机物裂解碳包覆的氧化硅/石墨烯材料；

（3）将步骤（2）得到的有机物裂解碳包覆的氧化硅/石墨烯材料与石墨粉进行混合，得到氧化硅/碳复合材料。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（3）之后进行：（4）粉碎，得到粒径为1～60μm的氧化硅/碳复合材料；

优选地，步骤（1）所述氧化硅颗粒为纳米硅粒子分散至非晶质氧化硅中而构成的粒子；

优选地，步骤（1）所述氧化硅颗粒为粉末形式；

优选地，步骤（1）所述氧化硅颗粒的粒度为10000nm以下，进一步优选为30～3000nm，特别优选为50～2000nm；

优选地，步骤（1）所述石墨烯为单层或多层石墨烯；

优选地，步骤（1）所述石墨烯的片层厚度为0.4～8nm，片层宽度为1～20μm，比表面积为100～600m²/g，特别优选，所述石墨烯的片层厚度为0.4～5nm，片层宽度为1～15μm，比表面积为200～400m²/g。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述将氧化硅颗粒和石墨烯混合包括：将氧化硅颗粒和石墨烯分散在有机溶剂中，超声，然后喷雾干燥，得到氧化硅/石墨烯颗粒；

优选地，所述有机溶剂为醚、醇和/或酮，进一步优选为C1-C6醇和/或C3-C8酮，特别优选为乙醇、乙二醇、异丙醇、丙酮或正丁醇中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述分散液固含量为5～40%，进一步优选为8～35%，特别优选为10～30%；

优选地，所述超声时间为至少20min，进一步优选为25～80min，特别优选为30～60min。

6.如权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述包覆采用液相包覆法；

优选地，所述液相包覆法包括：将氧化硅/石墨烯颗粒和有机碳源分散在有机溶剂中，干燥，然后在保护性气体环境下升温至500～1150℃焙烧，保温至少0.5小时，冷却，得到有机碳包覆的氧化硅/石墨烯材料；

优选地，所述分散液固含量为5～40%，进一步优选为8～35%，特别优选为10～30%；

优选地，所述升温速率为20℃/min以下，进一步优选为1～15℃/min，特别优选为1～10℃/min；

优选地，所述焙烧温度为600～1100℃；

优选地，所述冷却为自然冷却；

优选地，所述保护性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述有机溶剂为醚、醇和/或酮，进一步优选为C1-C6醇和/或C3-C8酮，特别优选为乙醇、乙二醇、异丙醇、丙酮或正丁醇中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述有机碳源为酚醛树脂、糠醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、沥青、柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、聚氯乙烯或聚乙烯醇缩丁醛中的1种或至少2种的组合。