[发明专利]一种分级结构硅碳复合材料及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 201911333064.2 | 申请日： | 2019-12-23 |
| 公开（公告）号： | CN110970611A | 公开（公告）日： | 2020-04-07 |
| 发明（设计）人： | 王敬;包乌日古木拉;苏岳锋;陈实;吴锋 | 申请（专利权）人： | 北京理工大学重庆创新中心;北京理工大学 |
| 主分类号： | H01M4/38 | 分类号： | H01M4/38;H01M4/62;H01M4/134;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 成都九鼎天元知识产权代理有限公司 51214 | 代理人： | 管高峰 |
| 地址： | 401120 重*** | 国省代码： | 重庆;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 分级 结构 复合材料 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种硅碳复合材料，其特征在于，所述硅碳复合材料包括硅基材料和碳材料，所述硅基复合材料具有类球形的形貌，所述类球形的形貌由所述硅基材料和碳材料以片状的形式互相穿插再二次组装形成。
2.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述硅基材料选自一氧化硅、硅和二氧化硅中的至少一种；
所述碳材料选自无机碳源和有机碳源，所述无机碳源选自石墨、石墨烯、硬碳和软碳中的至少一种；所述有机碳源选自聚氨酯、三聚氰胺和聚乙烯亚胺中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述硅基材料和所述碳材料的质量比为2:3-4:1；
优选地，所述硅碳复合材料的平均粒径为15-70μm。
4.权利要求1-3任一项所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将硅基材料与无机碳源混合、球磨，得到硅基材料与无机碳源的复合材料；
(2)将步骤(1)所述硅基材料与无机碳源的复合材料与有机碳源溶液混合搅拌，离心分离后，烘干、煅烧，得到所述硅碳复合材料。
5.根据权利要求4所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅基材料与所述无机碳源的质量比为100:(1-80)；
优选地，步骤(1)中，所述硅基材料、以及所述无机碳源在混合前，先分别进行砂磨；
优选地，步骤(1)中，所述球磨的速率为100-600rpm，所述球磨的时间为1-20h。
6.根据权利要求5所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述有机碳源的用量与步骤(1)中得到的复合材料质量比为100:(10-400)；
优选地，步骤(2)所述有机碳源的配制过程包括：20～30℃下，将所述有机碳源溶解到溶剂中，并进行搅拌，得到所述有机碳源溶液；其中，所述溶剂可以为水和/或乙醇；
优选地，步骤(2)中，所述搅拌的时间为1-8h，所述搅拌的速率为200-600rpm。
7.根据权利要求4或5所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述烘干的温度为70-100℃；所述煅烧的温度为600-1200℃，所述煅烧的时间为1-6h；
优选地，所述煅烧在惰性气氛中进行。
8.权利要求1-3任一项所述硅碳复合材料在锂离子电池负极材料或锂离子电池中的用途。
9.一种锂离子电池负极，其特征在于，所述负极包括权利要求1-3任一项所述硅碳复合材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1-3任一项所述硅碳复合材料或包含权利要求9所述的锂离子电池负极。
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