[发明专利]一种高非晶态一氧化硅材料、制备方法及其用途

权利要求书

1.一种高非晶态一氧化硅材料，其特征在于，其化学式为SiOx（0.9<x<1.1），由Si微晶畴分散在SiO₂微晶畴中的一种随机混合结构，具体的为通过X 射线衍射而得到的XRD图谱中，对应在2θ=20~26°附近产生的SiO₂ 峰值点处相对于基线的峰值强度P1≤100 a.u.；同时对应在2θ=27.0~30.0°范围内产生的Si 峰值点处相对于基线的峰值强度P₂≤100 a.u.。

2.如权利要求1所述的高非晶态一氧化硅材料，其特征在于，所述的高非晶态一氧化硅材料的微观结构中Si微晶畴晶粒≤2.0nm。

3.如权利要求1或2所述的高非晶态一氧化硅材料，其特征在于，所述高非晶态一氧化硅材料的真密度为2.10~2.30g/cm³。

4.如权利要求1~3之一所述的高非晶态一氧化硅材料，其特征在于，所述高非晶态一氧化硅材料中不纯物Fe<30.0ppm、Co<5.0ppm、Cu<5.0ppm、Ni<5.0ppm、Al<10.0ppm、Cr<5.0ppm、Zn<5.0 ppm、Ca<30.0 ppm；磁性异物Fe、Cr、Ni和Zn的总量为0.1ppm以下。

5.如权利要求1~4所述的高非晶态一氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将Si粉末与SiO₂粉末按一定比例均匀混合，得到前驱体Ⅰ材料；

（2）在前驱体Ⅰ材料中加入成核添加剂，混合均匀，得到前驱体Ⅱ材料；

（3）将前驱体Ⅱ材料置于成型设备中，压制成型，得到前驱体Ⅲ材料；

（4）将前驱体Ⅲ材料置于窑炉中进行烘干&预烧处理，得到前驱体Ⅳ材料；

（5）将前驱体Ⅳ材料置于真空反应器中，控制反应器中真空度＜10Pa，加热区温度在1100～1350℃之间，反应2.0~48.0h，冷凝收集端得到反应产物即为高非晶态一氧化硅材料。

6.如权利要求5所述的高非晶态一氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述Si粉末与SiO₂粉末添加摩尔比为1.1：0.9~0.9：1.1，Si粉末颗粒中值粒径（D₅₀）在1.0~20.0μm，SiO₂粉末颗粒中值粒径（D₅₀）在1.0~20.0μm。

7.如权利要求5之一所述的非晶态一氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述冷凝收集端温度控制在＜800℃。

8.如权利要求5所述的高非晶态一氧化硅材料的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中所述的成核添加剂为利于Si与SiO₂后端处理成型以及加速Si与SiO₂反应的固体粉末或者液体，包括：聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、柠檬酸、沥青、糠醛树脂、环氧树脂、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、酚醛树脂、淀粉、黄糊精、聚丙烯酸、硅酸钠、水中的一种或多种组合。

9.如权利要求5所述的高非晶态一氧化硅材料的制备方法，其特征在于，

在步骤（3）中所述的成型设备为液压机、压砖机、煤型压球机、等静压等压型设备中的一种；

在步骤（4）中所述的窑炉为回转炉、辊道窑、推板窑、高温烘箱、高温反应釜中的一种。

10.权利要求1~4之一所述的高非晶态一氧化硅材料的用途，其特征在于，用于镀膜材料和锂离子电池负极材料。