[发明专利]双包覆硅基复合材料及其制备方法

摘要

一种双包覆硅基复合材料的制备方法，其特征在于本发明的双包覆硅基复合材料Si@C@SiO2是以硅纳米颗粒为核，碳和二氧化硅为壳的具有多孔结构的双包覆复合材料,其中Si、C以及SiO2含量是：硅与碳的质量比为2:1‑16:5，碳与二氧化硅的质量比为4:5‑8:21。本发明具有成本低，循环稳定性好，可大规模生产的优点。

主权项

1.一种双包覆硅基复合材料，其特征在于双包覆硅基复合材料是以硅纳米颗粒为核，碳和二氧化硅为壳的具有多孔结构的双包覆复合材料, 其中Si、C以及SiO2 含量是：硅与碳的质量比为2:1‑16:5，碳与二氧化硅的质量比为4:5‑8:21；并由如下步骤制备：(1) 在室温下，向溶剂中加入聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，形成质量分数为0.9‑1.87%的溶液；(2) 将硅纳米颗粒分散于乙醇中，超声0.5‑1.5 h，形成质量分数为3.8‑15.0‰的均匀的悬浮液；(3) 将上述溶液与悬浮液以体积比为2:1‑8:1的比例混合，室温搅拌12‑36 h，在40‑65 ℃下去除溶剂，以3‑5 ℃/min的升温速率在惰性氛围中高温处理，获得具有硅碳核壳结构的复合材料；(4) 将步骤(3)所得硅碳核壳材料与表面活性剂以质量比为3:10‑20加入水与无水乙醇的混合液中，超声0.5‑2 h，获得均匀分散的悬浮液，其中硅碳核壳材料在混合液中的质量分数为0.65‑1.18‰，之后加入浓氨水以及二氧化硅源，在20‑50℃之间，反应2‑24 h，离心洗涤，干燥；所得固体在惰性气体氛围中，以3‑5℃/min的升温速率高温处理，得到双包覆硅基复合材料Si@C@SiO2。