[发明专利]一种硅碳复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硅碳复合负极材料，其特征在于：所述硅碳复合负极材料为纳米硅/C/M/有机碳源碳化的碳，其中，C为碳材料，M为金属氯化物；

所述金属氯化物为ZnCl₂、FeCl₃、CoCl₂、NiCl₂、CuCl₂、MnCl₂、NaCl和KCl中的一种或几种；

所述硅碳复合负极材料以纳米硅和碳材料为原料，加入金属氯化物，均匀分散于有机碳源，经高温碳化、破碎得到；具体步骤如下：

（1）将纳米硅和碳材料在金属氯化物溶液中混合，并加热，搅拌均匀得到浆体；

（2）将步骤（1）得到的浆体，继续加热进行浓缩，得到固相中间体，然后冷却至室温；

（3）将步骤（2）得到的固体中间相加入有机碳源液相中，搅拌均匀，得到浆料；

（4）将步骤（3）得到的浆料加热进行固化，得到凝胶相；

（5）将步骤（4）得到的凝胶相在高温环境中通保护气进行烧结，得到烧结相，最后将烧结相破碎，得到硅碳复合负极材料。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于：所述碳材料为碳纳米管、石墨烯、碳纤维、天然石墨、人造石墨、中间相碳微球和富勒烯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于：所述有机碳源为环氧树脂、酚醛树脂、羧甲基纤维素、沥青、乙基甲基碳酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚丁二酸乙二醇酯、聚癸二酸乙二醇、聚乙二醇亚胺、聚乙炔、聚对苯、聚苯胺、聚吡咯、聚并苯、聚间苯二胺、聚对苯撑乙烯、聚噻吩、聚酰亚胺和聚苯硫醚中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中金属氯化物溶液中金属氯化物与水的质量比为1:500～5000，纳米硅与碳材料的质量比为1:1～9，纳米硅和金属氯化物的质量比为450:1～9:1，步骤（1）中的加热温度为35℃～230℃，搅拌速度为100r/min～2200r/min。

5.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的加热温度为35℃～230℃。

6.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中有机碳源的用量为步骤（1）中纳米硅的0.6～2倍，步骤（3）中的搅拌速度为100r/min～2200r/min。

7.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的加热温度为35℃～230℃。

8.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中保护气为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气中的一种，保护气的流量为0.1m³/h～6.5m³/h，步骤（5）中的高温环境为以1℃/min～20℃/min的升温速率升至200℃～1200℃，并保温0.5h～24h，步骤（5）中的破碎粒度为1.5μm～66.5μm。