[发明专利]一种锂离子电池纳米硅负极材料、及其利用硅割切废屑的制备方法和应用

权利要求书

1.一种硅割切废屑制备锂离子电池纳米硅负极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：将硅割切废屑与结构稳定剂混合，球磨整形，得整形料；所述的结构稳定剂为碱金属和/或碱土金属的氯化物；所述的硅割切废屑中含有金属成分；

步骤(2)：将整形料在非氧化性气氛下、600~1000℃的温度下进行物理改性处理；

步骤(3)：将物理改性处理后的物料经洗涤、干燥后再经化学改性剂进行化学改性处理，随后再经洗涤、干燥处理，即得到锂离子电池纳米硅负极材料；所述的化学改性剂为HF。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，金属成分为Al、Ca、Fe、Na中的至少一种。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的硅割切废屑中，金属元素的含量为1~5%wt。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅割切废屑的颗粒，为亚微米或纳米结构，其厚度为10~100 nm，其径向尺寸为0.5~2 μm。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，球磨过程的球料比为20~40:1；球磨转速为200~500r/min；球磨时间为3~8h。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，整形料的粒径小于或等于800nm。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的结构稳定剂为Li、Na、Mg、K、Ca中至少一种元素的氯化盐。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，硅割切废屑与结构稳定剂的质量比为1：0.2~20。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非氧化性气氛为氢气、氩气、氮气中的一种或者几种；

物理改性过程的升温速率为2~10℃/min；保温时间为2~6h。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的化学改性剂为浓度为0.5~10mol/L的HF溶液。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，化学改性处理过程的温度为20~50℃。

12.一种权利要求1~11任一项方法制得的锂离子电池纳米硅负极材料。

13.一种权利要求12所述的锂离子电池纳米硅负极材料的应用，其特征在于，用作锂离子电池的负极活性材料。