[发明专利]一种碳包覆微纳层次结构硅负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳包覆微纳层次结构硅负极材料，其特征在于，所述碳包覆微纳层次结构硅负极材料包括微纳层次结构硅颗粒和包裹在所述微纳层次结构硅颗粒外层的无定型碳层；其中所述微纳层次结构硅颗粒包括一个硅核和呈辐射状分布在所述硅核表面的多孔硅纳米线阵列。

2.根据权利要求1所述的碳包覆微纳层次结构硅负极材料，其特征在于，所述无定型碳层的厚度为2～3μm。

3.一种如权利要求1或2所述的碳包覆微纳层次结构硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用金属辅助化学刻蚀方法对硅颗粒进行刻蚀处理得到微纳层次结构硅颗粒；将所述微纳层次结构硅颗粒和沥青溶于有机溶剂中，蒸干有机溶剂，进行高温碳化处理，得到碳包覆微纳层次结构硅负极材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述硅颗粒为冶金级硅颗粒，所述冶金级硅颗粒的粒径为30～40μm。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述微纳层次结构硅颗粒的制备过程为：将种子液在一定时间内匀速加入到硅颗粒的水分散液中，再加入刻蚀液，在一定温度下刻蚀一段时间，即得到微纳层次结构硅颗粒。

6.根据权利要求3或5所述的制备方法，其特征在于，所述金属辅助化学刻蚀方法对硅颗粒进行刻蚀处理的刻蚀时间为30～60min。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、甲苯或丙酮。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述微纳层次硅颗粒与所述沥青的质量比为1:2～4；所述微纳层次硅颗粒在有机溶剂中的浓度为20-40g/L；所述蒸干有机溶剂的温度为60～80℃。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述高温碳化处理的温度为800～950℃；所述高温碳化处理的升温速率为5～10℃/min；所述高温碳化处理的时间为2～3h。

10.一种如权利要求1所述的碳包覆微纳层次结构硅负极材料在锂离子电池领域的应用。