[发明专利]一种石墨硅纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种石墨硅纳米复合材料的制备方法，所制备的石墨硅纳米复合材料及其在锂离子电池的应用。属于锂离子电池负极材料技术领域。本发明的制备方法是对纳米二氧化硅进行改性，使得改性后的二氧化硅具有亲油性；在一定条件下再将石油树脂和改性后的二氧化硅混合均匀，得到石油树脂包覆改性后的二氧化硅的混合物；再经过两步热处理过程得到核壳结构的石墨硅纳米复合材料。使用该方法制备工艺简单，成本低廉，且制备的石墨硅纳米复合材料具备比容量高，循环性能好的特点。

主权项

1.一种石墨硅纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：a、纳米二氧化硅的改性将硅烷偶联剂和纳米级二氧化硅按质量比1：（10~100）溶于溶剂中，加入催化剂形成反应物溶液，再经过充分混合分散后，于10~100℃下反应1~8h生成凝胶，将所得凝胶在1000~10000rpm的转速下离心分离，再在真空干燥箱中于80~120℃下干燥8~12h，得到改性后的纳米级二氧化硅；硅烷偶联剂占反应物溶液质量的1~50wt%；b、树脂聚合物包覆改性二氧化硅前驱体的合成将树脂聚合物粉末与改性二氧化硅粉末按照质量比（1~100）：1进行充分混合，再在60~300℃下反应1~3h，所得产物研磨后在80~100℃下烘10~24h，得到树脂聚合物包覆改性纳米二氧化硅前驱体；c、热处理c1、将步骤b所得树脂聚合物包覆改性纳米二氧化硅前驱体加热，升温速率为1~20℃/min，并于500~1000℃下恒温焙烧1~10h，使树脂聚合物碳化成无定型碳层，同时碳层内的碳与二氧化硅发生反应生成硅单质和一氧化碳，得到多孔碳球包覆硅的复合材料；c2、将步骤c1中得到的多孔碳球包覆硅的复合材料进行石墨化，升温速率为1~15℃/min，并于1000~2000℃下恒温1~10h，使得无定型碳层石墨化，得到石墨包覆硅的复合材料。