[发明专利]一种硅-硬碳复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硅-硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将磺化聚苯乙烯微球、醇溶剂、四甲基氢氧化铵和压电材料混合，进行复合反应，得到芯材料；

(2)将所述步骤(1)得到的芯材料与有机溶剂、纳米硅和酚醛树脂混合，经过滤、干燥，得到复合材料；

(3)将所述步骤(2)得到的复合材料中的聚苯乙烯洗脱去除，得到前驱体材料；

(4)在保护气氛下，将所述步骤(3)得到的前驱体材料碳化处理，得到硅-硬碳复合材料；

所述压电材料为铌酸锂、钽酸锂或锗酸锂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磺化聚苯乙烯微球、醇溶剂、四甲基氢氧化铵和压电材料的质量比为1：20～50：1～5：1～5。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述复合反应的温度为25～100℃，时间为1～6h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芯材料、有机溶剂、纳米硅和酚醛树脂的质量比为1：50～500：10～20：10～20。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为二氯甲烷和丙酮体积比为1：1的混合溶剂。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述洗脱去除所用的溶剂包括四氢呋喃。

7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述洗脱去除的时间为1～12h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化处理的温度为500～800℃，时间为1～6h。

9.权利要求1～8任一项所述制备方法得到的硅-硬碳复合材料，其特征在于，所述硅-硬碳复合材料为壳核结构；所述核结构为具有多孔的压电材料，所述壳结构为硅/硬碳复合体；所述硅-硬碳复合材料的首次放电容量为738～753mAh/g；首次效率为90.3～92％；0.1C/0.1C循环100次，容量保持率为90.8～92.5％；3C/3C循环500次，容量保持率为88.37～91％；极片满电反弹率为23.5～27％；比表面积为11.6～12.5m²/g。