[发明专利]一种生物氧化亚硅的碳复合方法及其产物

说明书

本发明公开了一种生物氧化亚硅的碳复合方法，包括如下步骤：步骤一：将生物氧化亚硅材料进行湿法粉碎后使用去离子水清洗若干次后干燥；步骤二：将所述干燥后的生物氧化亚硅材料和粒径为1μm‑10μm的高温沥青颗粒真空混合待用；步骤三：将所述步骤五的混合颗粒在负压条件下，通入乙炔和惰性气体的混合气体，其中乙炔占所述混合气体的比例为1％－5％，在1r/min‑15r/min的转速后升温处理至温度达到700℃后保温后自然降温得包裹完成的碳复合生物氧化亚硅材料。本发明还公开了其产物。本发明可以缓解氧化亚硅材料的变化，有利于形成稳定的SEI膜，提高了首次充放电效率(库伦效率)，能够大比例的和石墨材料混合应用。

技术领域

本发明涉及氧化亚硅制备领域，具体涉及一种生物氧化亚硅的碳复合方法及其产物。

背景技术

新能源动力的发展，已成为国际上电动汽车的共同目标，作为电动汽车的最重要的部分，动力锂电池的发展，既是众望所归的热点，也是衡量电动汽车的市场应用的关键目标。

而现有技术当中的锂电池能量密℃仅能达到256Wh/kg，离开国家制定的动力锂电池300Wh/kg的起步目标还有差距。

现有技术通过对正极材料的不断有新的开发和应用，使得正极有较大的技术优势，相比之下，负极材料的储能空间还存在技术瓶颈，它显然是成为锂电池发展的一个障碍之一。

而硅碳复合负极材料可以使负极材料的储能空间增大，但在同时，由于矿物硅材料在锂电池充放电时几乎有300％的膨胀现象，由此产生在集电体表面的硅材料剥落，而导致循环次数下降，使锂电池能量减少。

因此现有的硅碳复合负极材料很难大比例的应用在负极材料中。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种生物氧化亚硅的碳复合方法及其产物。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

一种生物氧化亚硅的碳复合方法，包括如下步骤：

步骤一：将生物氧化亚硅材料进行湿法粉碎至达到0.05μm-10μm的粒径后使用去离子水清洗若干次后干燥；

步骤二：将所述干燥后的生物氧化亚硅材料和粒径为1μm-10μm的高温沥青颗粒真空混合待用；

步骤三：将所述步骤五的混合颗粒在负压条件下，通入乙炔和惰性气体的混合气体，其中乙炔占所述混合气体的比例为1％－5％，在1r/min-15r/min的转速后升温处理至温度达到700℃后保温后自然降温得包裹完成的碳复合生物氧化亚硅材料。

在本发明的一个优选实施例中，所述生物氧化亚硅材料为SiOx,(0X2)。

在本发明的一个优选实施例中，所述生物氧化亚硅材料由如下方法制备而得：

生物二氧化硅粗料制备步骤：将稻壳进行清洗以去除重金属，经过碳化处理后经脱碳处理得生物二氧化硅粗料；

生物二氧化硅制备步骤：将所述生物二氧化硅粗料进行粉碎处理，后放入浓度为30-40％的盐酸当中浸泡后，再使用纯水浸泡若干次，真空干燥得生物二氧化硅；

生物氧化亚硅制备步骤：采用甲烷和高纯氢气的混合气体作为还原介质，对所述生物二氧化硅进行脱氧处理得生物氧化亚硅，其中，脱氧处理的温度为1200-1400℃，所述生物氧化亚硅为SiOx,(0X2)；

在本发明的一个优选实施例中，所述生物二氧化硅粗料制备步骤当中的碳化处理为使用马弗炉在250℃-400℃的温度范围下进行，所述脱碳处理为使用管式炉在400℃-900℃的温度范围下进行。