[发明专利]一种空心珠状纳米硅碳复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种空心珠状纳米硅碳复合材料的制备方法，具体为先用溶剂热法制备纳米级的珠状空心Fe2O3模板，再对珠状空心Fe2O3进行表面修饰及SiO2包覆，然后进行模板蚀刻及镁热还原反应得到空心结构的空心珠状纳米硅，最后采用CVD法对空心珠状纳米硅进行表面碳包覆得到珠状空心结构的纳米硅碳复合材料。其工艺和产物的形貌可以得到控制，空心结构和内外表面的碳包覆有利于缓冲体积膨胀，纳米结构有利于材料电化学活性的提高，因此所得产物具有高的容量和循环性能。

主权项

一种空心珠状纳米硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将三价可溶性铁盐、磷酸二氢铵与去离子水混合，经水热反应后得到空心珠状Fe2O3颗粒；2)将步骤1)制备的空心珠状Fe2O3颗粒置于聚乙烯吡咯烷酮/正丁醇溶液中，经处理后得到聚乙烯吡咯烷酮修饰的Fe2O3颗粒；3)将步骤2)制备的聚乙烯吡咯烷酮修饰的Fe2O3颗粒与乙醇混合，得到溶液A，将浓氨水、去离子水混合得到溶液B，将溶液A与溶液B混合，得到混合溶液；4)将正硅酸乙酯逐滴、分批加入到步骤3)制备的混合溶液中，经水解反应后得到SiO2包覆的Fe2O3，再经酸刻蚀除去Fe2O3，得到空心珠状SiO2；5)将步骤4)制备的空心珠状SiO2与镁粉、无机盐混合，经镁热还原反应及后处理得到空心珠状Si颗粒；6)将步骤5)制备的空心珠状Si颗粒置于N2/C2H2气氛下，经CVD法进行表面碳包覆，得到所述的空心珠状纳米硅碳复合材料。