[发明专利]一种多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

(1)将多孔硅、Ni²⁺的可溶性盐、弱碱性物质与水混合得到反应液，控制反应液的pH值为弱碱性，反应完全后得到中间产物A；

所述多孔硅表面带有电负性基团；

所述多孔硅与Ni²⁺的可溶性盐的摩尔比为1：0.25～2；反应液中，Ni²⁺的可溶性盐的浓度为0.05～0.4mol/L；

所述多孔硅与弱碱性物质的摩尔比为1：2.25～2.75；

(2)将步骤(1)制备的中间产物A在含氢气的气氛下进行热处理，经还原后得到中间产物B；

(3)将步骤(2)制备的中间产物B在含碳源气体的气氛下进行化学气相沉积，再经后处理得到所述的多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料；

所述后处理包括酸洗；

所述多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料具有核壳结构，内核为多孔硅材料，外壳为无定型碳层，所述无定型碳层表面直接生长有碳纳米管，相邻的所述碳纳米管间相互缠绕形成导电网络；

所述多孔硅材料为由纳米级一次颗粒所组成的微米级二次颗粒，所述纳米级一次颗粒的粒径为80～300nm，所述微米级二次颗粒的粒径为12～25μm；

所述无定型碳层的厚度为1～15nm；

所述碳纳米管的直径为2～15nm。

2.根据权利要求1所述的多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：

所述多孔硅的制备：以Mg₂Si为原料，在空气气氛下进行热处理，再经酸洗、固液分离得到。

3.根据权利要求1所述的多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：

所述弱碱性物质选自尿素、氨水、三乙胺、吡啶中的至少一种；

所述反应的温度为50～80℃，时间为2～15h。

4.根据权利要求1所述的多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：

所述含氢气的气氛，至少含有氢气，和选择性加入的惰性气体；

所述热处理的温度为450～850℃。

5.根据权利要求1所述的多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中：

所述含碳源气体的气氛，至少含有碳源气体，和选择性加入的惰性气体；

所述碳源气体选自乙炔、甲烷；

所述化学气相沉积的温度为600～700℃。

6.一种多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料在作为锂离子电池负极材料中的应用，其特征在于，所述多孔硅@无定型碳/碳纳米管复合材料根据权利要求1～5任一项权利要求所述的方法制备得到。