[发明专利]复合型碳硅负极基材的制造方法及由该制造方法所制成的复合型碳硅负极基体

权利要求书

1.一种复合型碳硅负极基材的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：

步骤A：将石墨烯裂解成多个石墨烯片；

步骤B：将该多个石墨烯片混合乙醇及第一高分子材质并加以混拌后产生具有黏滞性的高分子石墨烯母液；该第一高分子材质选自高分子纤维素糖类物质或高分子不饱和糖类物质，该高分子纤维素糖类物质或高分子不饱和糖类物质选自羧甲基纤维素、海藻酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或葡萄糖；

步骤C：将硅、氧化硅粉末分散裂解成多个纳米级硅与氧化硅的复合单体，再将该高分子石墨烯母液混合该多个纳米级硅与氧化硅的复合单体，而形成碳硅母液；

步骤D：将上述碳硅母液进行喷雾干燥过程；即将该碳硅母液喷出后形成微粒，在微粒态下予以干燥；其目的用于蒸发原来该碳硅母液中的乙醇；所以形成第一阶碳硅球，其主要结构即包括该多个石墨烯片、该多个纳米级硅与氧化硅的复合单体及该第一高分子材质；其中该第一高分子材质作为黏着剂，用于连结该多个石墨烯片及该多个纳米级硅与氧化硅的复合单体；其中该第一阶碳硅球中存在多个凹陷及缓冲空缺的位置，而形成多个蜂窝状的缓冲空隙，用以吸收该纳米级硅与氧化硅的复合单体的膨胀；

步骤E：进行混合烧结步骤，先将该第一阶碳硅球、第二高分子材质混合烧结后再混合纳米碳管；该第二高分子材质为高分子可聚糖；其中该高分子可聚糖选自羧甲基纤维素、海藻酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或葡萄糖；该第二高分子材质的分子量、聚合度与黏性比该第一高分子材质高；

步骤F：将混合的第一阶碳硅球、第二高分子材质及纳米碳管经过VC混浆或喷雾干燥的成形步骤，而形成第二阶碳硅球；

步骤G：将该第二阶碳硅球在烧结炉内经过烧结后形成无定型碳披覆的第三阶碳硅球；

其中该第三阶碳硅球的结构为该第一阶碳硅球的外层包覆一层该第二高分子材质，在该第二高分子材质所形成的外层的外面则由纳米碳管紧紧包裹；其中包覆的第二高分子材质因为在烧结程序中经过烧结，使得糖类产生碳化，所以也增加整体第三阶碳硅球的电容能力。

2.如权利要求1所述的复合型碳硅负极基材的制造方法，其特征在于，在步骤A中每个石墨烯片的最大尺寸小于3微米。

3.如权利要求1所述的复合型碳硅负极基材的制造方法，其特征在于，在步骤A中，该石墨烯裂解的方式选自行星式混拌、湿式研磨、高压均质研磨中的任一种。

4.如权利要求1所述的复合型碳硅负极基材的制造方法，其特征在于，在步骤B中，该多个石墨烯片、乙醇、第一高分子材质其重量的比例为石墨烯片：乙醇：第一高分子材质＝(0.15～0.20)：(0.01～0.015)：(0.77～0.84)。

5.如权利要求1所述的复合型碳硅负极基材的制造方法，其特征在于，在步骤C中，将该高分子石墨烯母液混合该多个纳米级硅与氧化硅的复合单体的方式选自气动式均质混合或行星式混和中的任一种。

6.如权利要求1所述的复合型碳硅负极基材的制造方法，其特征在于，在步骤C中，该氧化硅粉末为SiO_x，其中x小于2。

7.如权利要求1所述的复合型碳硅负极基材的制造方法，其特征在于，在步骤E中，该第一阶碳硅球、该第二高分子材质及该纳米碳管的重量的比例为第一阶碳硅球：第二高分子材质：纳米碳管＝(0.80～0.84)：(0.16～0.19)：(0.0001～0.005)。

8.如权利要求1所述的复合型碳硅负极基材的制造方法，其特征在于，在步骤E中，该纳米碳管为具备导电性与完整结构性的15～25μm的数组式碳管。