[发明专利]一种以硅溶胶为硅源的一维硅碳复合负极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种以硅溶胶为硅源的一维硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于制备方法，具体制备步骤如下经过硅溶胶前处理，SiO2插层膨胀石墨制备，富硅石墨制备使用镁热还原的方法将SiO2插层膨胀石墨中的SiO2还原成单质硅，之后经过酸洗、水洗、烘干后，便得到富硅石墨材料；取富硅石墨材料，加入到配置好的静电纺丝溶液中，通过静电纺丝工艺制备出一维纺丝材料，富硅石墨的加入量根据材料的不同容量需求来调节，添加质量应保证理论硅含量在20%以下。之后在保护气氛下500~800℃之间高温煅烧4~8小时碳化，经过粉碎步骤后便得到一维硅碳复合负极材料。不使用硅粉作为硅源，降低材料成本，另一方面使用前处理后的硅溶胶可以将二氧化硅离散在膨胀石墨层片之间，从而保证膨胀石墨对硅的缓冲作用；配合以静电纺丝方法，进一步提高材料的性能。

主权项

一种以硅溶胶为硅源的一维硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于制备方法，具体制备步骤如下：步骤一、硅溶胶前处理：取硅溶胶，加入去离子水，去离子水的质量为第二步中膨胀石墨质量的15~30倍，之后在其中加入表面活性剂，表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇400或六偏磷酸钠，加入量为硅溶胶中的二氧化硅SiO2质量的0.1%~10%，然后将溶液搅拌3~5小时备用；步骤二、SiO2插层膨胀石墨制备：称取膨胀石墨和硅溶胶前处理溶液，使其中的SiO2质量与膨胀石墨质量比在0.5~1.5之间；将硅溶胶前处理溶液加入到膨胀石墨之中，加以搅拌和超声使其均匀润湿后在25~80℃烘干，再经过粉碎步骤便获得SiO2插层膨胀石墨；步骤三、富硅石墨制备：使用镁热还原的方法将SiO2插层膨胀石墨中的SiO2还原成单质硅，之后经过酸洗、水洗、烘干后，便得到富硅石墨材料；步骤四、硅碳复合材料合成：取富硅石墨材料，加入到配置好的静电纺丝溶液中，通过静电纺丝工艺制备出一维纺丝材料，富硅石墨的加入量根据材料的不同容量需求来调节，添加质量应保证理论硅含量在20%以下；之后在保护气氛下500~800℃之间高温煅烧4~8小时碳化，经过粉碎步骤后便得到一维硅碳复合负极材料。