[发明专利]一种硅碳复合材料、制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种硅碳制备方法，包括步骤(1)：碳复合：将硅金属合金材料与石墨混合，再经过二道酸洗，制得多孔硅碳复合材料；步骤(2)：碳包覆：步骤(1)制得的多孔硅碳复合材料与有机碳源混合，经热处理制得硅碳复合材料。本发明还包括采用上述制备方法制得的硅碳复合材料、及其在制备锂电池中的应用。本发明工艺简单，原材料丰富、廉价，易于规模制备，是一种理想的制备方法。作为锂离子电池负极材料表现出较优异的电化学性能。

主权项

1.一种硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：利用行星式球磨机将硅含量为65％的硅铁合金粉碎为小颗粒，其中，球料质量比约为5：1，转速为400转/分，球磨时间4小时后得到硅铁合金粉末；称取石墨13g，硅含量为65％的硅铁合金粉末10g以及20ml酒精，利用球磨机以450转/分的转速球磨8小时得到石墨/硅铁合金复合材料；将得到的石墨/硅铁合金复合材料置于烧杯中，加入过量的摩尔浓度为1mol/L的硫酸，在常温下利用磁力搅拌器搅拌24小时去除铁金属元素，反应产物利用去离子水清洗3次；然后将产物加入过量的含质量分数为5％的氢氟酸溶液中去除硅氧化物，常温下磁力搅拌12小时，反应产物利用去离子水及氢氟酸分别清洗3次得到多孔硅/石墨复合材料；向得到的多孔硅/石墨复合材料加入到含5g蔗糖的水溶液，常温下在负压环境中磁力搅拌3小时以利于蔗糖溶液浸入多孔硅空隙中，然后在90℃下磁力搅拌至水溶液全部蒸干；将混合物置于管式炉中，在氮气环境中以5℃/min的升温速率加热到700℃，保温4小时，自然冷却到室温；再用去离子水和酒精分别洗涤3次，在真空烘箱中100℃下干燥5小时得到硅碳复合材料。