[发明专利]硅/碳纳米管/碳微米线及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种硅/碳纳米管/碳微米线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将硅纳米粒子加入纤维素溶液中，进行第一次超声处理，再加入碳纳米管，进行第二次超声处理，获得混合溶液；

步骤S2：将所述混合溶液先冷冻处理，再进行冷冻干燥处理，获得硅/碳纳米管/纤维素微米线气凝胶；

步骤S3：将所述硅/碳纳米管/纤维素微米线气凝胶进行压力处理，再在保护气环境中进行碳化处理，获得硅/碳纳米管/碳微米线，所述硅/碳纳米管/碳微米线中的碳纳米管沿着碳微米线轴向排布互相交织，并与纤维素经碳化处理后形成的碳单质一同形成了笼状结构，将硅纳米粒子牢牢的封装在其中。

2.根据权利要求1所述的硅/碳纳米管/碳微米线的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述硅纳米粒子、所述纤维素溶液与所述碳纳米管的重量比为（6～14）：（2～100）：（1～4）。

3.根据权利要求1所述的硅/碳纳米管/碳微米线的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述纤维素溶液中的溶剂为水、乙二醇、丙二醇、丙三醇或季戊四醇，溶质为细菌纤维素或植物纤维素。

4.根据权利要求1所述的硅/碳纳米管/碳微米线的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述硅纳米粒子的粒径尺寸为1~500nm。

5.根据权利要求1所述的硅/碳纳米管/碳微米线的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述第一次超声处理是在溶液温度为0～15ºC、超声功率为100～1000W的条件下超声1～30min，所述第二次超声处理是在溶液温度为0～15ºC、超声功率为100～1000W的条件下超声1～30min。

6.根据权利要求1所述的硅/碳纳米管/碳微米线的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述冷冻处理温度为−193~−5℃，处理时间为12～24h；

所述冷冻干燥处理的时间为24～64h，真空度为1~10 Pa。

7.根据权利要求1所述的硅/碳纳米管/碳微米线的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述压力处理的压力不超过20Mpa；

所述碳化处理的温度为600～1100℃，处理时间为60～720min。

8.根据权利要求1所述的硅/碳纳米管/碳微米线的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述保护气环境是指通有保护气的高温炉，所述保护气为氩气、氮气或氦气。

9.如权利要求1-8中任一项所述的硅/碳纳米管/碳微米线的制备方法所制备的硅/碳纳米管/碳微米线，其特征在于，所述硅/碳纳米管/碳微米线的直径为0.1～10μm，长度为20～1000μm。

10.如权利要求9所述的硅/碳纳米管/碳微米线的应用，所述硅/碳纳米管/碳微米线可应用于锂离子电池的负极中。