[发明专利]一种金刚线切割硅废料制备锂离子电池负极材料的方法

摘要

本发明公开了一种金刚线切割硅废料制备锂离子电池负极材料的方法，属于新能源材料和电化学技术领域。本发明将金刚线切割硅废料经烘干、破碎、研磨、HF溶液处理、热处理得到热处理硅粉，将热处理硅粉进行金属纳米颗粒辅助避光刻蚀得到刻蚀预处理硅粉，刻蚀预处理硅粉烘干得到多孔硅/金属复合材料，刻蚀预处理硅粉经洗涤除去金属粒子得到高纯多孔硅；将多孔硅/金属复合材料或高纯多孔硅加入到有机碳物质中进行包覆处理并经高温处理即得硅基负极复合材料。本发明在硅料表层引入纳米多孔结构以破坏硅料表层的氧化层并使硅料中包裹的杂质充分暴露给酸性溶液，可以缓冲充放电过程中硅的体积膨胀问题。

主权项

1.一种金刚线切割硅废料制备锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将金刚线切割硅废料置于真空条件下干燥，自然冷却并破碎研磨得到废硅粉；在温度为0~80℃条件下，将硅粉置于HF溶液中浸泡1~300min，采用去离子水洗涤至中性，固液分离得到硅粉；（2）在保护气体氛围中，将步骤（1）硅粉匀速升温至温度为300~1200℃并恒温热处理0.1h~60h后随炉冷却得到热处理硅粉；（3）将步骤（2）的热处理硅粉置于温度0~80℃的HF‑金属盐‑醇类溶液体系中进行金属纳米颗粒辅助避光刻蚀预处理1~600min得到一步处理体系，固液分离得到刻蚀预处理硅粉，刻蚀预处理硅粉烘干得到多孔硅/金属复合材料；或者采用洗涤剂清除刻蚀预处理硅粉表面的金属纳米粒子，其中洗涤剂为硫酸、硝酸、氨水或氨水‑H₂O₂溶液，固液分离，固体烘干得到多孔硅/金属复合材料；（4）将步骤（3）的高纯多孔硅粉或多孔硅/金属复合材料加入到有机碳物质中包覆形成浆料，将浆料置于温度为300~1200℃、保护气体氛围中恒温热处理0.1h~60h得到多孔硅/金属/C和/或多孔硅/C的负极复合材料。