[发明专利]一种核壳结构Si/C材料、制备方法和应用

摘要

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种核壳结构Si/C材料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备Fe(NO3)3溶液；(2)把Si粉放入溶液中搅拌均匀形成悬浊液；(3)在悬浊液中倒入液氮形成冰态Si/Fe(NO3)3；(4)真空冻干得到Si/Fe(NO3)3样品；(5)将Si/Fe(NO3)3样品进行高温包碳过程，得到含有Fe3O4的Si/C粉末；(6)酸洗干燥后得到core‑shell结构Si/C材料。本发明还公开了一种核壳结构Si/C材料及其应用。本发明的方法制备的Si/C材料电化学性能优良，无需高浓度乙炔和专业CVD装置，具有较高的操作性和安全性。

主权项

一种核壳结构Si/C材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将准备好的Fe(NO3)3溶于去离子水中得到Fe(NO3)3溶液，并称取Si粉待用；(2)把称好的Si粉放入Fe(NO3)3溶液中，并加入分散剂，超声搅拌使Si粉分散均匀，形成悬浊液；(3)将步骤(2)中得到的悬浊液倒入耐低温容器中，并在悬浊液中倒入洁净的液氮进行冰冻，形成冰态Si/Fe(NO3)3；(4)将步骤(3)中得到的冰态Si/Fe(NO3)3在真空状态下冻干，得到冻干后的Si/Fe(NO3)3样品；(5)取出上述冻干后的Si/Fe(NO3)3样品进行加热，先在惰性气氛下升温，然后将惰性气氛换为有机气体并保温，此时Fe(NO3)3原位生成Fe3O4纳米颗粒，催化有机气体在Si表面形成碳层，然后又换回惰性气氛冷却至室温，得到含有Fe3O4的Si/C粉末；(6)将步骤(5)中得到的含有Fe3O4的Si/C粉末用过量的酸洗涤除去Fe元素，分离干燥后得到核壳结构Si/C材料。