[发明专利]多孔硅碳负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多孔硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将硅材料分散于溶剂中，混合均匀，然后加入氧化石墨烯分散液和过渡金属离子溶液，充分混匀，同时滴加聚丙烯酰胺和次磷酸钠溶液，所述过渡金属离子还原为过渡金属M，附着于所述硅材料的表面，所述氧化石墨烯分散液聚沉，附着于所述硅材料的表面，生成硅材料沉淀物质，所述硅材料的表面包含过渡金属M和氧化石墨烯，取用硅材料沉淀物质，干燥；

在保护气氛下，将所述沉淀物质高温加热，氧化石墨烯还原成石墨烯，所述硅材料的表面形成预制层，所述预制层包含过渡金属M和石墨烯，冷却，得到包覆预制层的硅材料；

酸洗所述包覆预制层的硅材料，去除所述预制层中的过渡金属M，形成具有多孔结构的石墨硅材料；

将所述具有多孔结构的石墨硅材料加入碳前驱体中，进行碳包覆处理，形成多孔硅碳负极材料粗产品；

将所述多孔硅碳负极材料粗产品进行碳化处理，获得多孔多孔硅碳负极材料；

所述氧化石墨烯分散液加入所述硅材料后占总溶液的质量百分含量为5％～10％，所述聚丙烯酰胺的质量浓度为1％～5％；

所述次磷酸钠溶液的摩尔浓度为0.01～0.03mol/L，所述过渡金属离子溶液中过渡金属离子的浓度为0.01～0.1mol/L；

所述聚丙烯酰胺和次磷酸钠溶液的滴加速度均为0.5ml/min～1ml/min；

所述碳前驱体为聚乙二醇、葡萄糖、蔗糖和淀粉中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的多孔硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述过渡金属离子为Ni²⁺ 、Co²⁺ 、Zn²⁺ 和Cu²⁺ 中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的多孔硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，酸洗所述包覆预制层的硅材料的酸溶液为盐酸溶液或硫酸溶液。

4.根据权利要求3所述的多孔硅碳负极材料及其制备方法，其特征在于，所述盐酸溶液或硫酸溶液的质量含量为3％～10％。

5.根据权利要求1所述的多孔硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳包覆处理包括以下步骤：

将所述具有多孔结构的石墨硅材料和碳前躯体按照1：3～5的质量比例混合，搅拌30～60min后，超声分散30～60min，再进行干燥，得到带有碳质层的多孔硅碳负极材料粗产品。

6.采用权利要求1至5任一项所述的制备方法制成的多孔硅碳负极材料。