[发明专利]一种石墨@碳化硅@硅负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨@碳化硅@硅负极材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将D50在5-15μm的石墨与D50小于800nm的氧化亚硅以及D50为3-5um的金属镁粉分别按照摩尔质量比为（2.5-5）：（1-2.5）：1以球磨的方式进行混合均匀，转速为600r/min，混合时间为1-2h；

（2）将步骤（1）中的混合样品置于罐式气氛炉中，惰性气体保护，以升温速率为3-5℃/程序性升温至400-700℃，保持2-4h，待程序结束后自然降温，降至常温后取出，得石墨@碳化硅@硅混合物；

（3）将步骤（2）中石墨@碳化硅@硅混合物置于浓度为1-2mol/L的盐酸溶液中浸泡2-4h，去除其中的硅化镁和氧化镁杂质，再于 5-10%的氢氟酸中洗去生成的二氧化硅杂质，以去离子水将材料洗至中性，于105℃下烘干，过筛得石墨@碳化硅@硅负极材料。

2.根据权利要求1所述一种石墨@碳化硅@硅负极材料制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述氧化亚硅粉为高纯度，纯度在99.999%及以上，金属镁粉纯度在99%以上。

3.根据权利要求1所述一种石墨@碳化硅@硅负极材料制备方法，其特征在于，步骤（1）中,所述球磨选用为10-20cm的氧化锆球，球料比为1：1.4-1.8。

4.根据权利要求1所述一种石墨@碳化硅@硅负极材料制备方法，其特征在于，步骤（2）中,所述惰性气体为氦气、氡气、氖气、氩气中得一种。

5.根据权利要求1所述一种石墨@碳化硅@硅负极材料制备方法，其特征在于，步骤（2）中,所述升温400-700℃中发生得反应如下：

Mg+SiOx→MgO+Si，Si+Mg→Mg₂Si并放出大量得热，使得Si与石墨接触表面温度急剧上升，形成碳化硅界面。

6.根据权利要求5所述一种石墨@碳化硅@硅负极材料制备方法，其特征在于，所述碳化硅界面情况为与石墨接触面为碳化硅，裸露部分为硅颗粒，紧密的将硅与石墨结合。

7.根据权利要求1所述一种石墨@碳化硅@硅负极材料制备方法，其特征在于，步骤（1）中，将D50在15μm的石墨与D50小于800nm的氧化亚硅以及D50为5um的金属镁粉按照摩尔质量比为2.5：1：1以球磨的方式进行混合均匀。

8.根据权利要求1所述一种石墨@碳化硅@硅负极材料制备方法，其特征在于，步骤（2）中，程序性升温至650℃，保持2h。

9.一种如权利要求1至8中任一项所述制备方法制备得到的石墨@碳化硅@硅负极材料。

10.权利要求9所述的石墨@碳化硅@硅负极材料作为锂离子电池负极材料的应用。