[发明专利]一种铝掺杂多孔硅碳复合材料的制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种铝掺杂多孔硅碳复合材料的制备方法，其制备过程为：

步骤（1）、空心结构的多孔纳米硅材料的制备：

将二氧化硅、硅烷偶联剂、功能添加剂添加到N-甲基吡咯烷酮中混合均匀后，再添加多孔纳米硅，搅拌均匀后，喷雾干燥，得到含有二氧化硅/纳米硅的二次颗粒，之后添加到HF溶液中浸泡去除内核二氧化硅，过滤，干燥，得到空心结构的多孔纳米硅材料；

所述步骤(1)中的功能添加剂是由(50～70)份的1，3双(2-羧基六氟异丙基)苯，(1～10)份的甲基丙烯酰氯，(1～10)份正丁基锂，(1～10)份四甲基乙二胺，(1～10)份偶氮二异丁基，(1～10)份聚醚胺组成的混合液配制而成；

所述步骤(1)多孔纳米硅的制备：将粒径100～1000nm的纳米硅粉溶于氢氟酸中浸泡1～12h，洗涤、干燥，之后添加到硝酸银和氢氟酸的混合溶液中经过1～120min的刻蚀，过滤、干燥得到多孔纳米硅粉；

步骤（2）、铝掺杂多孔硅碳复合材料的制备：

将铝粉、铝系偶联剂、偏铝酸锂添加到N-甲基吡咯烷酮中，搅拌均匀后添加到高压反应釜中，再添加空心结构的多孔纳米硅材料，并在压强2Mpa，温度120℃条件下进行反应，之后过滤、粉碎、碳化得到铝掺杂多孔硅碳复合材料；

所述步骤(2)铝系偶联剂为乙酰氧二异丙基铝酸酯、异丙基二异硬酯酰铝酸酯中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种铝掺杂多孔硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中质量比例为二氧化硅：硅烷偶联剂：功能添加剂：多孔纳米硅：N-甲基吡咯烷酮＝(5～15)：(1～5)：(0.5～2)：(5～15)：100。

3.根据权利要求1所述的一种铝掺杂多孔硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中HF的浓度为0.01～0.1mol/l，浸泡时间12～72h。

4.根据权利要求1所述的一种铝掺杂多孔硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3―环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷的一种。

5.根据权利要求1所述的一种铝掺杂多孔硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)质量比例为铝粉：空心结构的多孔纳米硅材料：铝系偶联剂：偏铝酸锂：N-甲基吡咯烷酮＝(1～10)：(10～50)：(0.5～2)：(1～10)：500。

6.一种采用权利要求1所述的制备方法制得的铝掺杂多孔硅碳复合材料。

7.一种使用权利要求6所述的铝掺杂多孔硅碳复合材料的锂离子电池。