[发明专利]一种多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料的制备方法，其特征在于，包括下述的步骤：

S1、将经过预腐蚀的基底碳材料，在惰性气体氛围中，先经200～300℃中温刻蚀，然后700～900℃高温活化，后处理得到多孔碳材料，所述预腐蚀采用的活化剂为碱；

S2、将S1得到的多孔碳材料与纳米硅在溶剂中混合并研磨，使纳米硅嵌入多孔碳材料，得到复合材料；

S3、将S2得到的复合材料与碳源在溶剂中混合并进行喷雾造粒，然后在惰性气体气氛中进行热处理，温度为700～1000℃，使复合材料表面被无定型碳包覆，得到多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料。

2.根据权利要求1所述的多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料的制备方法，其特征在于，还包括：

S4、将S3得到的多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料与石墨类材料球磨混合均匀，得到硅碳负极活性材料。

3.根据权利要求1或2所述的多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料的制备方法，其特征在于，S1中的预腐蚀包括：将基底碳材料与活化剂按质量比例1:4～1:8，在溶剂中混合均匀，烘干得到混合物，将所述混合物用于中温刻蚀。

4.根据权利要求1或2所述的多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料的制备方法，其特征在于，S1中中温刻蚀0.5～3h，高温活化2～6h。

5.根据权利要求1或2所述的多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料的制备方法，其特征在于，S2中纳米硅与多孔碳材料质量比例1:4～1:10。

6.根据权利要求1或2所述的多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料的制备方法，其特征在于，S3中复合材料与碳源质量比10:1～10:7，热处理时间为2～10h。

7.根据权利要求1或2所述的多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料的制备方法，其特征在于，S1中基底碳材料原料为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、沥青碳和煤焦油碳中的一种或两种或多种混合。

8.根据权利要求1或2所述的多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料的制备方法，其特征在于，S3中碳源为选自以下材料中的至少一种：柠檬酸、蔗糖、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、糊精、聚苯胺、沥青、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇硬脂酸酯、聚乙烯醇或重油。

9.一种采用权利要求1～8之一所述方法制备得到的多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料，其特征在于，该核壳结构材料以多孔碳材料为基底，中间嵌入层由纳米硅组成，外层包覆无定形碳碳壳。

10.根据权利要求9所述的多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料，其特征在于，还包括与所述多孔碳-纳米硅-碳核壳结构材料均匀混合的石墨类材料，以材料总质量为基准，各物质的重量百分比为：多孔碳材料12～40％、纳米硅3～10％、无定形碳碳壳3～8％，石墨类材料40～70％，合计100％。