[发明专利]一种铜掺杂核壳结构硅碳复合材料的制备方法

摘要

本发明公开一种铜掺杂核壳结构硅碳复合材料的制备方法，本发明采用酚醛树脂和聚乙烯亚胺包覆纳米硅经喷雾干燥和后期高温处理后形成核壳结构有效抑制了材料的膨胀特性，提升了材料的循环性能。采用聚乙烯亚胺与铜离子络合形成螯合物均匀分布在纳米硅表面，经后期高温处理后在纳米硅表面形成合金，提升产品的首次效率和循环性能。本发明最大特点就是在高分子包覆纳米硅过程中同时进行络合反应达到对纳米硅掺杂改性的目的，本方法掺杂改性与碳包覆形成核壳结构同步进行，工艺相对简单可控；制备的样品能量密度高，首次效率高，循环性能好。

主权项

1.一种铜掺杂核壳结构硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：1） 用氢氟酸溶液在超声条件下浸泡纳米硅粉，以去除表层氧化硅并进行微刻蚀，去离子水洗涤干燥；2）用去离子水配置一定浓度的水溶性酚醛树脂和聚乙烯亚胺组成的交联体系，醛树脂：聚乙烯亚胺=4：1；在磁力搅拌下，向溶液中加入适当配比按步骤1）制备的纳米硅粉；然后再慢慢滴加铜离子溶液，聚乙烯亚胺与铜离子迅速发生络合反应形成螯合物；3） 通过蠕动泵将步骤2）制备的浆料输送到高速旋转的离心喷嘴处，雾化成液滴，喷雾干燥器中的热气流使溶剂挥发，形成球形或近球形的Si/C复合材料的前驱体，通过调节蠕动泵流速控制前驱体粒径D50<5μm；4）把前驱体与沥青按一定比例混合在惰性气体保护下，于900‑1000℃焙烧1.5‑2.5ｈ，得到铜掺杂的Si/C复合材料，将焙烧的产物过200目筛并按不同比例与石墨负极混合，石墨负极的粒径D50=13～20μm，得到不同容量规格的产品。