[发明专利]一种基于含二氧化硅矿物的硅碳复合材料制备方法

权利要求书

1.一种基于含二氧化硅矿物的硅碳复合材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S01：将研磨后的含SiO₂矿物用酸纯化处理，除掉矿物硅之外的金属氧化物，水洗后干燥，获得SiO₂颗粒；

S02：将步骤S01获得的固体与镁粉、金属氯化物混合均匀，将混合物在氩气气氛下于650℃～950℃进行镁热还原处理4～10h，在氩气气氛下冷却到室温，然后用酸水溶液洗涤该固体获得镁颗粒；

S03：将步骤S02获得的固体颗粒、水、分散剂在60℃下超声分散2h，其中固体的量为水的量的1％wt～5％wt，分散剂的量为水的量的0.02％～5％wt；

S04：将步骤S01获得的SiO₂颗粒或步骤S03的混合物、有机碳源、石墨粉在50～100℃下混合3h，然后在100℃下干燥6h，随后放入氮气氛围中450～1000℃热处理3～5h后获得硅碳复合材料。

2.根据权利要求1所述一种基于含二氧化硅矿物的硅碳复合材料制备方法，其特征在于：含SiO₂矿物是叶蜡石，云母石、蒙脱石、累托石、膨润土、埃洛石、高岭石、硅藻土中的一种。

3.根据权利要求1所述一种基于含二氧化硅矿物的硅碳复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤S02中的金属氯化物为氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁中的一种。

4.根据权利要求1所述一种基于含二氧化硅矿物的硅碳复合材料制备方法，其特征在于：镁热还原中Mg/Si摩尔比为1～5，金属氯化物/Si摩尔比为1～10。

5.根据权利要求1所述一种基于含二氧化硅矿物的硅碳复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤S01的SiO₂颗粒制备中，酸为盐酸、硝酸或醋酸，酸浓度为0.5～6mol/L。

6.根据权利要求1所述一种基于含二氧化硅矿物的硅碳复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤S02中酸洗镁热还原后的固体，酸为盐酸、硝酸或醋酸，酸浓度为0.1mol/L～6mol/L。

7.根据权利要求1所述一种基于含二氧化硅矿物的硅碳复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤S03中，分散剂为聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇、环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物中的一种。

8.根据权利要求1所述一种基于含二氧化硅矿物的硅碳复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤S03中，有机碳源为蔗糖、葡萄糖、壳聚糖、柠檬酸、聚乙烯醇、聚苯胺、纤维素、沥青、聚丙烯腈或聚丙烯酸中的一种，有机碳源同含硅固体的质量比为1:1～10:1。

9.根据权利要求1所述一种基于含二氧化硅矿物的硅碳复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤S03中，石墨粉为粒径大于80目，石墨粉加量为含二氧化硅固体质量的1％～50％wt。