[发明专利]一种利用硅烷尾气制备硅碳复合材料的方法

说明书

本发明的技术方案是这样实现的：一种利用硅烷尾气制备硅碳复合材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：尾气预热：准备硅烷尾气备用，并将硅烷尾气进行预热；S2：高温热处理：将预热后的尾气输送至高温釜中进行加热，将尾气进行热处理；S3：硅粉和碳粉收集：在热处理时通过粉尘收集装置对气体中的硅粉和碳粉进行收集；S4：混合制备：将收集得到的硅粉与碳粉进行混合制得硅碳复合材料；本发明的有益效果为：制备硅碳复合材料工序简单，生产效率提高，制造成本低，节能环保。

技术领域

本发明涉及硅碳复合材料技术领域，尤其是一种利用硅烷尾气制备硅碳复合材料的方法。

背景技术

随着化石燃料的日益枯竭，以及便携式电子设备和电动交通工具的快速发展，动力源电池等新能源的研究已成为全球关注的焦点，其中锂离子电池因其能量密度高、功率密度高、循环性能好、环境友好、结构多样化及价格低廉等优异特性已得到广泛应用；就锂离子电池的结构而言，其主要由正极、负极、隔膜和电解液构成，而负极材料的电极性能能否进一步提高成为制约锂离子电池性能的决定因素；针对锂离子动力电池的发展要求，客观上要求负极材料具有高容量、快速率充放电、高热稳定性和低造价等特点。

现有的硅碳复合材料通常采用石墨和硅粉的物理混合复合而成；而硅粉通常利用微米硅粉用砂磨机球磨的方法做成纳米硅粉，然后再与石墨混合形成硅碳复合材料；现有的硅碳复合材料制作复杂，成本较高，且生产效率低下，对环境造成较大的污染。

且当前在制作硅烷时，特别是在利用低级硅烷生产高级硅烷时，其尾气中通常含有百分之十左右的硅烷以及百分之九十左右的乙烷、丙烷等成分，在制作硅烷后无法对其尾气进行利用，能源浪费严重；针对此种现象，申请人研究出一种利用硅烷尾气制备硅碳复合材料的方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用硅烷尾气制备硅碳复合材料的方法，用以解决现制作硅碳复合材料制作复杂且对环境污染大的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种利用硅烷尾气制备硅碳复合材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：尾气预热：准备硅烷尾气备用，并将硅烷尾气进行预热；

S2：高温热处理：将预热后的尾气输送至高温釜中进行加热，将尾气进行热处理；其中：硅烷尾气中硅烷热分解成硅粉和氢气，乙烷、丙烷受热分解成碳粉和氢气；

S3：硅粉和碳粉收集：在热处理时通过粉尘收集装置对气体中的硅粉和碳粉进行收集；

S4：混合制备：将收集得到的硅粉与碳粉进行混合制得硅碳复合材料。

优选为：所述S1中的预热温度为200～400℃。

优选为：所述预热温度为300℃。

优选为：所述热处理的温度为1000～1200℃。

优选为：所述粉尘收集装置为过滤装置。

优选为：所述过滤装置为过滤网。

优选为：S3中还包括氢气收集装置，该氢气收集装置用于对硅粉收集时对气体进行收集。

本发明的有益效果是：本发明采用热处理的方式，在高温处理中，硅烷的硅氢键容易发生断裂，硅硅键较为容易生成，会形成粉末状以及少量的薄膜状的固定硅，粉末状的固体硅即为硅粉，硅粉在热处理的过程中沉淀，同时利用过滤网将气体中的硅粉及碳粉过滤拦截收集；将硅烷尾气进行处理回收利用节约能源，将硅烷尾气热分解成硅粉和碳粉进行收集，从而进行对硅碳复合材料的制备，工序简单方便，生产效率提高，减少制造成本，节能环保；且可在制作过程中产生氢气，可进行回收利用。

附图说明