[发明专利]一种锂离子电池氮掺杂碳硅负极材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池氮掺杂碳硅负极材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)将淀粉置于容器中，加入pH值为4.6～5.8的缓冲液和淀粉酶液，将容器置于恒温磁力搅拌器上室温～60℃下进行酶解8～24h后得到淀粉乳，对淀粉乳进行过滤、洗涤获得沉淀，沉淀干燥、研磨得到多孔淀粉；将多孔淀粉置于惰性气氛中，真空高温条件下碳化后保温，冷却至室温后，即得多孔碳；

(2)在50℃～100℃下将多孔碳、硅粉和氮源化合物同时放入分散剂中混匀8～24h得到混合液，待溶液蒸发过半后，放入烘箱干燥后制得硅/多孔碳@氮源前驱体；

(3)将硅/多孔碳@氮源前驱体经过一定的合成方法，即得高容量Si/C@NC负极材料；

所述步骤(1)中的淀粉酶液中的淀粉酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶中的一种或几种，淀粉与淀粉酶的质量比为100～10:1；

所述步骤（2）中的硅粉为纳米硅粉、微米硅粉，直径在2nm～5μm；多孔碳与硅粉的质量比为10:1～10，多孔碳与氮源化合物的质量比为10:1～10；氮源为2,4,6-三氯三嗪，2,4,6-三叠氮三嗪，三聚氰胺，氰胺，双氰胺，苯甲胺，含N杂环化合物为聚丙烯腈、聚吡咯，含N前体为NH₃、乙睛、尿素；

所述步骤（3）中的合成方法为模板法、化学气相沉积法、水热法、溶剂热法、固体缩聚反应法。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池氮掺杂碳硅负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)淀粉为小麦粉、玉米粉、马铃薯粉、豆类粉、木薯粉中的一种或几种；缓冲液为磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池氮掺杂碳硅负极材料的制备方法，其特征在于：惰性气体为氩气或氮气，碳化真空度为1～50Pa，碳化升温速率为0.1～5℃/min，碳化温度为500～900℃，保温时间为1～4h。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池氮掺杂碳硅负极材料的制备方法，其特征在于：分散剂为无水乙醇、去离子水、丙二醇、聚乙二醇、甘油、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯的一种或几种混合，相互间的体积比10～1:1的比例混合制得；混匀方法为超声法、机械搅拌法，磁力搅拌法；烘箱干燥温度为40℃～100℃恒温烘箱。