[发明专利]一种纳米储能材料的制备方法及包含其的锂离子电池

权利要求书

1.一种纳米储能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，选取粒径为150～600nm的硅、锗或锡的单质或它们的氧化物作为内核A粒子，所述A粒子经表面氢化活化处理后再使用偶联剂进行表面接枝；所述A粒子与偶联剂的重量比为100：(1～6)；

步骤2，将步骤1制得的产物加入到水解的有机硅氧烷中，调节pH在4～10范围内并从低到高实现有机硅氧烷由内向外分多次聚合反应形成交联度由低到高的具有(R1R2SiOx)n交联网状的有机-无机中间层；(R₁R₂SiO_x)n为二官能团、三官能团或四官能团硅氧烷的均聚物或共聚物，其中R₁、R₂为碳原子数为1-18的有机基团，1＜x＜2；

步骤3，将步骤2制得的产物加入到有机富碳物质中，形成包覆制得浆料；然后逐步升温进行外层炭化，并与中间层物质产生高温还原反应，升温区间为600-1400℃；在逐步升温的过程中，最外层物质碳化形成无定形碳层，其中部分还原性炭与中间层无机单元产生还原反应生成纳米硅，中间层有机单元解聚后形成中间层环状空隙，部分有机富碳物质形成外层包覆层。

2.根据权利要求1所述的纳米储能材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺基甲基三乙氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷其中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的纳米储能材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中R₁、R₂为甲基、乙基、甲基乙基、丙基、丁基、苯基、环己基、十六烷基、十八烷基中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的纳米储能材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中有机富碳物质为碳原子数大于12的有机物。

5.根据权利要求1所述的纳米储能材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中有机富碳物质为合成檀香、芳烃类重油、石油沥青或煤沥青。

6.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含权利要求1～5任一项制备方法制得的纳米储能材料作为锂离子电池的负极材料。