[发明专利]一种制备硅-碳负极材料的方法和装置

权利要求书

1.一种制备硅-碳负极材料的方法，其特征在于，步骤如下：

a、将硅源、碳源和碱性助剂加入去离子水中混合均匀，超声浴中处理30min，形成悬浊液，所述碱性助剂为碳酸锂、碳酸氢锂、醋酸锂或柠檬酸锂；所述硅源为纳米硅粉或有机硅；所述碳源为蔗糖、葡萄糖、果糖或淀粉；所述硅源的加入量不超过所述碳源中碳元素质量的0.25倍；

b、将所述步骤a得到的悬浊液在惰性气体氛围下进行雾化；

c、将所述步骤b雾化后的物料送入惰性气体氛围的管式反应器中，进行热解，得到硅-碳负极材料粉体。

2.根据权利要求1所述的制备硅-碳负极材料的方法，其特征在于，所述步骤a中，所述碳源与所述碱性助剂的摩尔比为20:1-1:1；和/或，所述步骤c中，所述管式反应器的温度为500-1000℃。

3.根据权利要求1所述的制备硅-碳负极材料的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述雾化方式为流体动力-超声耦合雾化。

4.根据权利要求1所述的制备硅-碳负极材料的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述悬浊液进入雾化装置的进料流量为0.1-2mL min^-1，所述惰性气体进入雾化装置的流量为1-10L min^-1；和/或，所述步骤c中，所述管式反应器上部设置气体入口，所述气体流量为5-20Lmin^-1。

5.一种权利要求1-4中任一项制备硅-碳负极材料的方法采用的装置，其特征在于，包括雾化装置、管式反应器、收集装置和中央控制器，所述雾化装置设置在管式反应器顶部，所述收集装置设置在管式反应器底部，所述中央控制器用于与所述雾化装置、管式反应器和收集装置通信连接与操作控制；所述雾化装置包括超声换能器、气体管路和液体管路；所述雾化装置和所述管式反应器通过密封法兰盘进行连接，所述密封法兰盘上形成气体进口和多个指向所述管式反应器的出气孔，作为鞘层气分布器，在所述雾化装置向所述管式反应器输入所述雾化后的物料时，通过所述气体进口向所述管式反应器内通入惰性气体，在所述管式反应器内形成气体保护鞘。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该装置还包括进料装置，所述进料装置包括液体进料单元和气体进料单元，其中，所述气体管路与气体进料单元连通，所述液体管路与液体进料单元连通。

7.据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述管式反应器上部设置气体进口，出口为变径结构，并且设置多个温区；和/或，所述收集装置包括高压静电发生器和集料罐，所述集料罐中心布置高压静电发生器的高压电极，所述集料罐的入口位于罐体侧壁并与所述罐体呈45°夹角，所述入口与所述管式反应器的出口连接。