[发明专利]一种锂离子电池用硅烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用硅烯复合材料，其特征在于：该复合材料为类石榴型核壳结构，主要由内核硅烯纳米片和锂化的石墨相氮化碳复合组成，外层为包覆的热解碳材料。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用硅烯复合材料，其特征在于：粒径D50为5～20微米，其中硅烯纳米片为3～10层，占质量分数所述复合材料的比重为10％～60％，石墨相氮化碳比重为5％～30％，碳包覆材料比重为40％～90％。

3.一种锂离子电池用硅烯复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将石墨相氮化碳前驱体分散于含锂的碱液中经过溶剂热反应、高温煅烧后得到锂化的高比表面积石墨相氮化碳片；

2)将步骤1)合成石墨相氮化碳的超声分散于含有阴离子型表面活性剂的溶剂中制得浆液，所需计量比将硅烯纳米片分散于含有阳离子型表面活性剂的溶剂中制得浆液，将上述浆液混合后搅拌；

3)将步骤2)中得到的浆液加入碳前驱将进行包覆，干燥后经高温煅烧成型，破碎筛分，得到具有类石榴结构的复合材料。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池用硅烯复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤1)中石墨相氮化碳前驱体为为三聚氰胺、二氰二胺、腈胺、尿素中的一种或其组合，锂源为氢氧化锂、碳酸锂、氯化锂、草酸锂中的一种或其组合；溶解热反应温度为100～240℃，反应时间为3～36h，高温煅烧温度为300～800℃，所用气氛为空气、氮气、氩气中的一种或其组合，煅烧时间为3～12h。

5.根据权利要求3所述的锂离子电池用硅烯复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤2)中所述阴离子型表面活性剂为硬脂酸钠、硬脂酸钙、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠一种或其组合；所述阳离子型表面活性剂为聚二烯丙基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基磷酸酯取代胺、十二烷基吡啶氯化铵、聚乙烯基吡啶季铵盐一种或其组合；所述溶剂为为去离子水、甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或其组合。

6.根据权利要求3所述的锂离子电池用硅烯复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤3)中碳前驱体为沥青、酚醛树脂、壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、环糊精、聚酰亚胺中的任一种或其组合；煅烧温度为200～1000℃，煅烧时间为3～12h，所用气氛为氮气、氩气、氢气中的一种或其组合。

7.根据权利要求3所述的锂离子电池用硅烯复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤3)中所述的干燥方式为搅拌干燥、喷雾干燥、冷冻干燥一种或其组合。