[发明专利]一种制备锂电池电极用碳包覆多孔硅材料的方法

摘要

本发明公开一种制备锂电池电极用碳包覆多孔硅材料的方法，本发明结合了在硅材料上形成多孔结构和碳包覆硅这两种有效的方法制备了一种碳包覆多孔硅材料，有效的解决了硅电极材料所面临的问题。

主权项

1.一种制备锂电池电极用碳包覆多孔硅材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将粒径1～20um的硅粉作为原料，先进行预处理，然后超声，最后干燥备用；2)制备多孔硅，包括：第一步，配制含0.2～15mol/L氢氟酸和0.005～0.50mol/L硝酸银的混合溶液，将所述步骤1)得到的硅粉加入其中进行反应，反应完成后用去离子水洗涤并抽滤，或第一步，化学镀的方法在硅粉表面镀上Ag，或第一步，用磁控溅射法在硅粉表面溅射上Ag,干燥后得到表面被Ag粒子修饰的硅颗粒；第二步，将Ag粒子修饰的硅颗粒放入0.1～8.0mol/L的过氧化氢和0.1～5.0mol/L的氢氟酸组成的混合溶液刻蚀，然后用去离子水冲洗并抽滤，干燥后得到三维多孔硅；3)将作为碳源的壳聚糖粉末溶解在含0.5～10％的醋酸溶液中制成壳聚糖溶液，将所述三维多孔硅材料放入去离子水中，再取10～80ml壳聚糖溶液放入该三维多孔硅水溶液中，并用盐酸调节混合溶液PH值达到2～5，经过静电吸引之后带正电的壳聚糖溶液吸附在带负电的三维多孔硅颗粒表面，在60～90℃搅拌4～15小时后，离心并烘干或直接搅拌烘干，冷冻干燥后得到多孔硅壳聚糖复合物，将得到的多孔硅壳聚糖复合物在氮气氛围中热处理2～4小时，即得到碳包覆的多孔硅复合材料；4)将得到的碳包覆多孔硅材料作为锂离子电池的负极进行组装电池，之后进行充放电实验，实验显示其首次可逆容量为2005～2450mAh/g,200次循环之后还有600～800mAh/g。