[发明专利]一种纳米碳硅复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米碳硅复合材料，其特征在于，包括碳纳米材料、纳米硅以及碳质粘结剂，其中的碳纳米材料和纳米硅为主体储锂材料。

2.根据权利要求1所述的纳米碳硅复合材料，其特征在于，所述碳纳米材料为内核，所述纳米硅以壳结构包覆在碳纳米材料上，所述碳质粘结剂用于将多个第一前驱体粘结。

3.根据权利要求1所述的纳米碳硅复合材料，其特征在于，所述碳纳米材料所占复合材料的重量百分比为15-80％，所述纳米硅占复合材料的重量百分比为10-55％，所述碳质粘结剂所占复合材料的重量百分比为5-75％。

4.根据权利要求1所述的纳米碳硅复合材料，其特征在于，所述碳纳米材料的粒度为10-500nm，纳米硅的粒度为5-200nm；所述纳米硅碳复合负极材料的粒度为10-30μm。

5.一种纳米碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在碳纳米材料上动态沉积一层纳米硅，使纳米硅以壳结构均匀包覆在碳纳米材料上，制得第一前驱体；

将上述步骤中制得的第一前驱体与碳质粘结剂混合后导入二次造粒设备中进行二次造粒，制得第二前驱体；

将上述步骤中制得的第二前驱体经碳化处理后制得第三前驱体；

将上述步骤中制得的第三前驱体经破碎筛分制得纳米硅碳复合负极材料。

6.根据权利要求5所述的纳米碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，在所述在碳纳米材料上动态沉积一层纳米硅，使纳米硅以壳结构均匀包覆在碳纳米材料上，制得第一前驱体步骤中，首先将碳纳米材料装入真空回转管式炉中后进行抽真空处理；然后将真空回转管式炉内加热至750-1200℃后以1.5-2.5L/min的速度向真空回转管式炉内通入硅源，使硅源分解出纳米硅，纳米硅以壳结构均匀包覆在碳纳米材料上，冷却后即制得所述第一前驱体。

7.根据权利要求5所述的纳米碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅源为SiH₄、Si2H₄、SiHCl₃或SiCl₄中的一种或多种的组合。

8.根据权利要求5所述的纳米碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，在所述将上述步骤中制得的第一前驱体与碳质粘结剂混合后导入二次造粒设备中进行二次造粒，制得第二前驱体步骤中，将制备的第一前驱体与碳质粘结剂在混合机中均匀混合1-1.5小时制得第一前驱体和碳质粘结剂混合物，将第一前驱体和碳质粘结剂混合物导入造粒设备中进行二次造粒制得第二前驱体。

9.根据权利要求5所述的纳米碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，在所述将上述步骤中制得的第二前驱体经碳化处理后制得第三前驱体步骤中，将第二前驱体置入真空回转管式炉中并充入氮气作为保护气，然后将真空回转管式炉加热到450-1500℃，使第二前驱体在氮气气氛下碳化3-7小时后制得第三前驱体。

10.根据权利要求5所述的纳米碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳质粘结剂为葡萄糖、糠醛树脂、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯腈中的一种或多种的组合。