[发明专利]煤矸石基红磷掺杂C/SiOx

权利要求书

1.一种煤矸石基红磷掺杂C/SiO_x复合锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，以煤矸石为原料，依次进行酸液浸泡、热碱浸泡和酸液活化处理，然后与红磷利用蒸发冷凝法制备煤矸石基红磷掺杂C/SiO_x复合锂电池负极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将煤矸石粉碎，经酸液浸泡得到除金属杂质煤矸石，经热碱浸泡得到除硅煤矸石，再经酸液活化得到分级多孔C/SiO_x复合材料；

(2)将红磷放于容器底部，步骤(1)的分级多孔C/SiO_x复合材料铺在红磷上方，分级多孔C/SiO_x复合材料与红磷的质量比为1:1～3；将容器在氮气气氛下以5℃/min的升温速率加热至550℃静置8h，然后冷却至260℃保温20h，继续冷却至室温后，用CS₂和无水乙醇洗涤，然后在60℃下干燥12h，得到煤矸石基红磷掺杂C/SiO_x复合锂电池负极材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述粉碎的粒径要求为过100～200目筛网；所述酸液浸泡是将煤矸石在0.5～2mol/L的硝酸溶液中浸泡24～48h。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述煤矸石与硝酸溶液的质量体积比为1g:4～7mL；所述酸液浸泡完成后进行过滤，然后用蒸馏水洗涤滤渣至中性并干燥，得到除金属杂质煤矸石。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述热碱浸泡是将除金属杂质煤矸石与KOH混合，并置于去离子水中，在70℃下浸泡24h。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述除金属杂质煤矸石与KOH的质量比为1:2；所述热碱浸泡完成后进行过滤，然后用蒸馏水洗涤滤渣至中性并干燥，得到除硅煤矸石。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述酸液活化是将除硅煤矸石在浓磷酸中浸泡48h，干燥后放入氮气作为保护气的管式炉中进行炭化活化，然后用蒸馏水和硝酸洗涤，得到分级多孔C/SiO_x复合材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述除硅煤矸石与浓磷酸的质量比为1:4；所述炭化活化是在600℃下炭化活化2h。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的煤矸石基红磷掺杂C/SiO_x复合锂电池负极材料。

10.一种如权利要求9所述的煤矸石基红磷掺杂C/SiO_x复合锂电池负极材料在锂离子电池制备中的应用。