[发明专利]硅碳复合材料、制备方法、应用及锂离子电池负极

权利要求书

1.硅碳复合材料，其特征在于：包括表面氧化为SiO_x的硅粉、石墨/石墨烯复合材料、有机碳源、表面活性剂；x＝1或2；

所述表面氧化为SiO_x的硅粉的粒径的数量级是10²nm-10³nm；

所述石墨/石墨烯复合材料包括60％-80％重量百分比的石墨和20％-40％重量百分比的石墨烯；

述石墨的粒径大小是5μm-200μm；

所述有机碳源是沥青或葡萄糖。

2.硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将金属硅粉与溶剂混合后，加入氧化锆球进行球磨，过滤得表面氧化为SiO_x的硅粉；x＝1或2；

2)将石墨与助磨剂、分散剂按一定比例混合后经球磨，同时超声搅拌一段时间，获得混合浆料；石墨与助磨剂的比例是(1-4)：1，石墨与助磨剂在分散剂中形成的浓度是2mg/mL-5mg/mL；将所得混合浆料置于15℃-20℃的温度环境下自然冷却，后进行冷冻干燥，得到石墨/石墨烯复合材料；

3)将步骤1)所得表面氧化为SiO_x的硅粉和步骤2)所得石墨/石墨烯复合材料混合，加入有机碳源、表面活性剂后，超声搅拌，经干燥裂解后得硅碳复合材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述金属硅粉的纯度是99％以上，所述溶剂是有机溶剂；

步骤2)中所述助磨剂是N-甲基-吡咯烷酮NMP或N，N-二甲基甲酰胺DMF。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中所得表面氧化为SiO_x的硅粉，其表面至少90％以上氧化为SiO_x。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述一段时间是1h-8h；步骤2)中自然冷却的时间是24h-48h，冷冻干燥的时间是20h-24h。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中表面氧化为SiO_x的硅粉、石墨/石墨烯复合材料、有机碳源、表面活性剂的混合比例按重量份算是10：(5-10):(2-3):(1-2)。

7.硅碳复合材料，其特征在于：其按照权2所述的制备方法制备得到。

8.根据权利要求7所述的硅碳复合材料，其特征在于：包括表面氧化为SiO_x的硅粉、石墨/石墨烯复合材料、有机碳源、表面活性剂；x＝1或2；

所述表面氧化为SiO_x的硅粉的粒径的数量级是10²nm-10³nm；

所述石墨/石墨烯复合材料包括60％-80％重量百分比的石墨和20％-40％重量百分比的石墨烯；

所述有机碳源是沥青或葡萄糖。

9.权1、权8任一所述的硅碳复合材料在制备锂离子电池负极的应用。

10.锂离子电池负极，其特征在于：采用权1、权8任一所述的硅碳复合材料制备而成。