[发明专利]一种碳包覆硅的复合材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）将含有硅合金粉的原料制成纳米颗粒；

b）去除所述纳米颗粒中的硅合金粉中的非硅元素，得到含硅纳米颗粒；

c）将所述含硅纳米颗粒包覆碳层，得到所述碳包覆的复合材料；

步骤a）中所述含有硅合金的原料选自铝硅合金、铁硅合金中的至少一种；

步骤a）包括：将含有硅合金粉的原料进行砂磨，制成纳米颗粒；

步骤c）包括：

c1）将所述含硅纳米颗粒分散在水中，加入缓冲剂和有机物碳源，反应，经分离得到有机物包覆的纳米颗粒；

c2）将所述有机物包覆的纳米颗粒碳化，得到所述碳包覆硅的复合材料；

所述有机物碳源选自聚盐酸多巴胺、淀粉中的至少一种；

所述缓冲剂选自Tris。

2.根据权利要求1所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，

步骤a）中，所述含有硅合金粉的原料中的硅合金粉中硅含量为1~99wt%。

3.根据权利要求1所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述含有硅合金粉的原料中的硅合金粉的颗粒的尺寸为0.01 μm~100 μm。

4.根据权利要求1所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述纳米颗粒的尺寸为1nm~500nm。

5.根据权利要求1所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤b）包括：

将所述纳米颗粒加入含有无机酸的溶液中，去除所述纳米颗粒中的硅合金中的非硅元素，得到所述含硅纳米颗粒。

6.根据权利要求5所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，所述无机酸选自盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，所述含有无机酸的溶液中无机酸的质量分数百分比为0.1%~40%。

8.根据权利要求1所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳化的温度为600℃~1600℃；

所述碳化的氛围为非活性气氛；所述非活性气氛选自氮气、氩气中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳化的时间为1~6小时。

10.根据权利要求1所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒、缓冲剂、有机物碳源、水的质量比为1~5：0.1~5：0.5~2.5：87.5~98。

11.根据权利要求1所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳包覆硅的复合材料的颗粒尺寸为10nm~500nm。

12.根据权利要求1所述的碳包覆硅的复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳包覆硅的复合材料中碳包覆层的重量含量为1%~50%。

13.一种电极材料，其特征在于，含有权利要求1至12任一项所述的制备方法得到的碳包覆硅的复合材料中的至少一种。

14.根据权利要求13所述的电极材料，其特征在于，所述电极材料为负极材料。

15.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求13或14所述的电极材料。

16.根据权利要求15所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池还包括电解液；所述电解液为浓度为0.5~1.5 mol/L的LiPF₆溶液。

17.根据权利要求16所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解液还包括添加剂；所述添加剂在所述电解液中的质量分数为1~30%。