[发明专利]硅碳复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

将微米级的硅粉与碳基材料混合球磨得到初次包覆物；

将所述初次包覆物与二次碳包覆层溶液混合均匀后经冷冻干燥得到碳包覆前驱物，所述二次碳包覆层溶液包括导电性高分子聚合物溶液和糖类有机物溶液中至少一种；

将所述碳包覆前驱物热解。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，冷冻干燥的温度为-50℃～-20℃，冷冻时间为2～8h。

3.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述导电性高分子聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠和聚乙烯酰胺中至少一种。

4.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述糖类有机物包括葡萄糖、蔗糖、果糖、壳聚糖和纤维素中至少一种。

5.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述初次包覆物与所述二次碳包覆层溶液中溶质的质量比为7～19:1～3，所述二次碳包覆层溶液的质量浓度为20～50％。

6.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，将初次包覆物与二次碳包覆层溶液混合均匀是：将初次包覆物与二次碳包覆层溶液混合后搅拌1～4h形成均一的悬浮液；

优选地，搅拌方式为磁力搅拌；更优选地，搅拌转速为300～800rpm。

7.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，将所述碳包覆前驱物热解是：将所述碳包覆前驱物在氮气或惰性气体氛围下，控制温度600～1400℃，烧结2～12h。

8.根据权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，

碳基材料包括石墨、Super P、碳纳米管、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺和聚丙腈中至少一种；

优选地，所述微米级的硅粉与所述碳基材料的质量比为3～6:1；

优选地，混合球磨过程在氮气或惰性气体保护气氛下进行；

优选地，混合球磨过程选用锆球球磨；更优选地，所述微米级的硅粉与所述碳基材料的质量之和与所述锆球的质量之比为1:1～10；

优选地，混合球磨过程球磨机转速为200～800rpm，球磨时间为4～72h；

优选地，混合球磨后将球磨机中的物质过100～400目筛，取筛下物得所述初次包覆物。

9.一种硅碳复合材料，其特征在于，采用如权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。

10.如权利要求9所述的硅碳复合材料在锂离子电池中的应用。