[发明专利]一种螺旋纳米碳纤维复合材料及其制备方法、一种锂电池

权利要求书

1.一种螺旋纳米碳纤维复合材料，包括螺旋纳米碳纤维基体和在所述螺旋纳米碳纤维基体上的交替层，所述交替层包括交替层叠的硅层和碳层，所述交替层的两侧外层分别为硅层和碳层，所述螺旋纳米碳纤维基体与所述交替层中的外层硅层接触。

2.根据权利要求1所述螺旋纳米碳纤维复合材料，其特征在于，所述螺旋纳米碳纤维复合材料中硅的质量含量为15～45％。

3.根据权利要求1所述螺旋纳米碳纤维复合材料，其特征在于，所述螺旋纳米碳纤维基体的直径为50～100nm，所述硅层的每层厚度独立为5～20nm，所述碳层的每层厚度独立为5～15nm。

4.根据权利要求1或3所述螺旋纳米碳纤维复合材料，其特征在于，所述硅层的层数为3～5层，所述碳层的层数为3～5；所述硅层和碳层的层数一致。

5.权利要求1～4任一项所述螺旋纳米碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：

在螺旋纳米碳纤维基体表面沉积硅层，得到硅基复合材料；

在所述硅基复合材料的硅层表面沉积碳层，得到初级螺旋纳米碳纤维复合材料；

在碳层表面重复交替沉积硅层和碳层，得到螺旋纳米碳纤维复合材料。

6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述沉积硅层的方法包括化学气相沉积；所述化学气相沉积用硅源包括二氯二甲基硅烷、硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷或四氯化硅；

所述化学气相沉积的温度为600～900℃；

所述化学气相沉积的载气流量为10～300sccm；

所述化学气相沉积的时间为5～30min。

7.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述沉积碳层的方法包括化学气相沉积；所述化学气相沉积用碳源包括乙炔、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯或甲苯；

所述化学气相沉积的碳源流量为10～300sccm；

所述化学气相沉积的时间为5～30min。

8.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述重复交替沉积的次数为2～4次。

9.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，首次沉积硅层前还包括：将螺旋纳米碳纤维基体进行碱刻蚀；

将碱刻蚀后的产品进行洗涤，得到造孔改性的螺旋纳米碳纤维。

10.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池的负极材料包括权利要求1～4任一项所述螺旋纳米碳纤维复合材料或权利要求5～9任一项所述制备方法制备得到的螺旋纳米碳纤维复合材料。