[发明专利]一种硅基复合负极材料、锂离子电池及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种硅基复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)硅粉预处理：将平均粒径D₅₀为300-330nm的硅粉在粗化液中超声振荡，固液分离后用水清洗至pH为中性，干燥；

(2)将步骤(1)中预处理过的硅粉、银氨溶液、分散剂和葡萄糖混合均匀，于60-80℃进行银镜反应，搅拌10分钟以上，室温陈化4-6小时，固液分离后取固体；

(3)将步骤(2)得到的固体在惰性气氛下炭化，自然冷却至室温，过400目筛，即可；

其中，银氨溶液以硝酸银为原料进行配制，预处理过的硅粉∶硝酸银＝质量比1∶1.1-2.2，预处理过的硅粉∶葡萄糖＝质量比1∶8.5-17.3；所述分散剂的用量为所述预处理过的硅粉质量的0.5-1％。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述超声振荡的时间为20分钟以上；所述粗化液的配方为：20mL/L HF水溶液，2g/L NH₄F，余量为水，HF水溶液中的质量百分比浓度为40％。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的银氨溶液的配制过程为：将硝酸银溶于水中，制成浓度为2-10wt％的溶液，滴加浓度为2-5wt％的氨水，直至生成沉淀后又完全溶解，控制银氨溶液的pH为9-13。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的分散剂为聚乙烯基吡咯烷酮和吐温；所述的聚乙烯基吡咯烷酮较佳地为PVPK30，所述的吐温较佳地为吐温-80；所述聚乙烯基吡咯烷酮和所述吐温的质量比较佳地为0.8∶1-1.2∶1，更佳地为1∶1。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的分散剂以水溶液的形式添加，所述分散剂在水溶液中的浓度较佳地为3-5wt％；和/或，所述的葡萄糖以水溶液的形式添加，所述葡萄糖在水溶液中的浓度较佳地为5-12wt％。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)的具体操作步骤为：将预处理过的硅粉与所述银氨溶液混合，加入所述分散剂的水溶液，混合均匀，加热至60-80℃，滴加所述葡萄糖的水溶液，搅拌10分钟以上，室温陈化4-6小时，固液分离后取固体。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述银镜反应的温度为70-80℃；所述搅拌的时间为10-30分钟。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述炭化的保温温度为600-800℃；所述炭化的保温时间为2-4小时；所述炭化的升温制度较佳地为：用180分钟从室温升温到200℃；200℃保温180分钟；用120分钟从200℃升温至500℃；用60分钟从500℃升温至所述保温温度。

9.由权利要求1～8中任一项所述的制备方法制得的硅基复合材料。

10.如权利要求9所述的硅基复合材料作为锂离子电池负极材料的用途。

11.一种锂离子电池，其特征在于：其负极材料为权利要求9所述的硅基复合材料。