[发明专利]一种硅基粉体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅基粉体及其制备方法，涉及硅粉的制备技术领域，该方法具体为：在热丝CVD的腔体中通入含有硅烷的反应气体，控制气压≥5Pa，热丝通电升温至1000‑2200℃，反应生成硅基粉；然后将硅基粉收集并进行热处理，制得。本发明易于实现尺度为纳米级别的硅基粉体；可实现掺磷或者掺硼的粉体的制备，或掺磷，或掺氮的粉体，或者前述几种元素的相互组合形成的粉体类别；且可精确控制生成物中各种原子的比例，本发明反应生成粉体的速度快，气源利用率高。综合性价比高。

技术领域

本发明涉及硅粉制备技术领域，具体讲是一种硅基粉体及其制备方法。

背景技术

锂离子电池中负极材料，目前的主体是导电石墨材料。如在其中加入部分硅基的粉末，性能将得到大幅提升。所加硅基粉末的类型有n型或者p型导电的硅粉，或者掺氧的硅粉(又称氧化硅粉)，等。目前制备的方法多数是物理类的方法。例如，用硅的块体材料破碎成微米级或亚微米级的粉体；或者采用线切割的方法将硅的块体切割生产亚微米或百纳米级别的粉体等；对粉体进行高温扩散掺杂形成高导电性的粉体或者氧化粉体等。但就目前的情况看，在所得粉体的粒径、导电性、与石墨的结合等方面均有不足。比如说难以得到纳米级(几纳米或者几十纳米的硅粉)。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种硅基粉体及其制备方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种硅基粉体的制备方法，在热丝CVD的腔体中通入含有硅烷的反应气体，控制气压≥5Pa，热丝通电升温至1000-2200℃，反应生成硅基粉；然后将硅基粉收集并进行热处理，制得。

作为本发明的优选方案，所述反应气体还包括掺杂气体和辅助气体。

作为本发明的优选方案，所述掺杂气体为磷烷、乙硼烷、二氧化碳、一氧化二氮、氨气、氮气的至少一种。

作为本发明的优选方案，所述硅烷：掺杂气体的体积流量比例为100:0.01-20。

作为本发明的优选方案，所述气压控制在5-1000Pa。

作为本发明的优选方案，所述热处理温度为200-1000℃，热处理时间为1-120min。

作为本发明的优选方案，所述辅助气体为氩气、氮气或氢气。

本发明还公开了一种硅基粉体，采用如上任一所述的制备方法制得。

作为本发明的优选方案，所述硅基粉体的粒度为10-1000nm。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的一种硅基粉体的制备方法，采用热丝CVD的方法制备硅基的粉体；易于实现尺度为纳米级别的硅基粉体；所得硅粉的尺寸可以在范围内调整。

(2)本发明的一种硅基粉体的制备方法，用热丝CVD方法制备的硅基的粉体，可实现掺磷或者掺硼的粉体的制备，或掺磷，或掺氮的粉体，或者前述几种元素的相互组合形成的粉体类别；且可精确控制生成物中各种原子的比例。

(3)本发明的一种硅基粉体的制备方法，增加热处理使粉体晶化，这一步工序，大幅提高粉体的稳定性。

(4)本发明的一种硅基粉体的制备方法，选用热丝CVD法，反应生成粉体的速度快，气源利用率高，综合性价比高。

具体实施方式

一种硅基粉体的制备方法为：第一步在热丝CVD的腔体中通入硅烷等反应气体，控制气压≥5Pa，热丝通电升温至1000-2200℃，反应生成硅基粉，反应时间优选10-120min；第二步，将粉体收集到加热炉中热处理，使得硅粉晶化，获得适宜使用要求的粉体。