[发明专利]一种高性能硅碳复合纳米空心球负极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种高性能硅碳复合纳米空心球负极材料的制备方法。以酚类、醛类及正硅酸酯类有机物为原料，在碱性催化剂与表面活性剂的作用下，通过微波法制备得到酚醛树脂与二氧化硅复合物，之后通过高温碳化与热还原处理便得到硅碳复合纳米空心球。本发明制备方法工艺简单、操作方便、原料易得、成本低廉，利于工业化生产，且制备的材料尺寸和形貌均一，具有丰富的介孔结构，可以同时实现缩短离子传输距离、提高材料的离子扩散速率、改善材料的导电性等，使得材料具有稳定的循环与倍率性能，在锂离子电池负极方面具有潜在的应用前景。

主权项

1.一种高性能硅碳复合纳米空心球负极材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将0.5～5g的酚类有机物溶于一定体积比的水和短链醇的混合溶剂中，磁力搅拌30分钟形成澄清溶液后，加入0.5～10mL的碱性催化剂，继续搅拌30分钟。(2)向步骤(1)的溶液中加入1～10g表面活性剂，搅拌一定时间使其充分溶解后，按顺序加入0.5～8mL的醛类有机物及2～50mL的正硅酸酯类物质，搅拌5～48小时。(3)将步骤(2)所得的溶液转移到三口烧瓶中，利用微波加热器，在50～150℃下处理5～60分钟，反应结束后冷却至室温后，离心洗涤干燥后得到酚醛树脂与氧化硅复合物。(4)将步骤(3)所得的复合物放入高温管式炉中，在惰性气氛下300～1000℃热处理0.5～24小时，自然冷却至室温后得到氧化硅与碳复合产物。(5)将步骤(4)所得的复合产物与镁粉按一定质量比充分混合并研磨均匀后，放入高温管式炉中，在氩气/氢气混合气氛下450～800℃热还原0.5～10小时，自然冷却至室温后加入稀酸除去未反应的镁粉，离心洗涤干燥后便得到硅碳复合纳米空心球。