[发明专利]一种长循环、低膨胀内孔结构硅碳复合材料、其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种长循环、低膨胀内孔结构硅碳复合材料，其特征在于，所述长循环、低膨胀内孔结构硅碳复合材料由硅源、闭孔、填充层和碳包覆层构成；所述闭孔为一个大闭孔或由若干小闭孔构成；所述填充层为碳填充层；

所述闭孔的外表面包括有碳层；所述闭孔的大小为0.01~8μm；

所述长循环、低膨胀内孔结构硅碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S0、将硅源、分散剂、造孔剂在溶剂中混合分散均匀，进行喷雾干燥处理，得到前驱体A；所述造孔剂与硅源的比例为1~80%；所述造孔剂为蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、沥青、聚乙烯醇、聚吡咯、聚吡咯烷酮、聚苯胺、聚丙烯腈、聚多巴胺、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯中的一种或几种；

S1、将前驱体A进行碳化处理，得到前驱体B；

S2、将前驱体B与有机碳源进行机械混合及机械融合，得到前驱体C；

S3、将前驱体C进行高温真空碳化，得到前驱体D；

S4、将前驱体D进行粉碎筛分处理，得到前驱体E；

S5、将前驱体E进行碳包覆热处理，得到所述的硅碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的长循环、低膨胀内孔结构硅碳复合材料，其特征在于，所述硅源为多晶纳米硅或非晶纳米硅中的任一种或多种。

3.根据权利要求1所述的长循环、低膨胀内孔结构硅碳复合材料，其特征在于，所述硅源为多晶纳米硅时，所述多晶纳米硅的晶粒大小为1~40nm。

4.根据权利要求1所述的长循环、低膨胀内孔结构硅碳复合材料，其特征在于，所述硅源为SiO_x，其中X为0~0.8；所述硅源的粒度D50小于200nm。

5.一种根据权利要求1至4中任一项所述的长循环、低膨胀内孔结构硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S0、将硅源、分散剂、造孔剂在溶剂中混合分散均匀，进行喷雾干燥处理，得到前驱体A；

S1、将前驱体A进行碳化处理，得到前驱体B；

S2、将前驱体B与有机碳源进行机械混合及机械融合，得到前驱体C；

S3、将前驱体C进行高温真空碳化，得到前驱体D；

S4、将前驱体D进行粉碎筛分处理，得到前驱体E；

S5、将前驱体E进行碳包覆热处理，得到所述的硅碳复合材料。

6.一种权利要求1至4中任一项所述的长循环、低膨胀内孔结构硅碳复合材料的应用，其特征在于，将所述长循环、低膨胀内孔结构硅碳复合材料应用于锂离子电池。