[发明专利]一种铜纳米线缠绕硅碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铜纳米线缠绕硅碳复合材料，包括碳包硅颗粒和缠绕在所述碳包硅颗粒表面的铜纳米线；

所述碳包硅颗粒包括亚微米硅和包覆在所述亚微米硅表面的碳层；所述碳层中分散有金属纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的铜纳米线缠绕硅碳复合材料，其特征在于，所述碳包硅颗粒的粒径为0.7～2μm。

3.根据权利要求1或3所述的铜纳米线缠绕硅碳复合材料，其特征在于，所述碳层的厚度为100～500nm。

4.根据权利要求1所述的铜纳米线缠绕硅碳复合材料，其特征在于，所述金属纳米颗粒的材质包括金属包括Cu、Ni、Mn、Zn、Co和Fe中的一种或几种；

所述金属纳米颗粒的粒径为20～100nm；

所述金属纳米颗粒的质量为碳包硅颗粒质量的3～10％。

5.根据权利要求1所述的铜纳米线缠绕硅碳复合材料，其特征在于，所述铜纳米线的直径为20～10nm，长度为1～60μm；

所述铜纳米线在铜纳米线缠绕硅碳复合材料中的含量为15～40wt％。

6.权利要求1～5任一项所述铜纳米线缠绕硅碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将碳源、第一水溶性铜源、亚微米硅和水混合，依次进行水热反应和退火处理，得到碳包硅颗粒；

将所述碳包硅颗粒、第二水溶性铜源、表面活性剂、多羟基化合物和水混合，在所述碳包硅颗粒表面原位缠绕生长铜纳米线，得到铜纳米线缠绕硅碳复合材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碳源包括葡萄糖、淀粉、纤维素、多糖、环糊精、木质素和环烃中的一种或几种。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述碳源、亚微米硅和第一水溶性铜源的质量比为10：(1～20)：(1～5)；

所述水热反应的温度为170～300℃，保温时间为2～24h。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碳包硅颗粒、第二水溶性铜源、表面活性剂和多羟基化合物的质量比为1：(2～10)：(45～100)：(25～80)；

所述原位缠绕生长的温度为80～150℃，保温时间为2～24h。

10.权利要求1～5任一项所述的铜纳米线缠绕硅碳复合材料或权利要求6～9任一项所述制备方法得到的铜纳米线缠绕硅碳复合材料在锂离子电池中的应用。