[发明专利]用于高性能锂离子电池负极的硅/碳复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种用于高性能锂离子电池负极的硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤 ：

（1）配制浓度为0.1-0.5 mol L^-1的氟化物溶液；

（2）氟化物修饰的硅/氧化石墨烯复合材料的混合溶液：将硅纳米颗粒加入混合溶剂中，经过超声功率为300-900 W，超声30-60 min之后，逐滴加入含有氧化石墨烯的质量为硅纳米颗粒12.5-90 wt%的水溶胶，水溶胶的浓度为2-5 mg/L，按氟化物溶液为硅纳米颗粒的2-5wt%，最后加入氟化物溶液，超声处理30-60 min，超声功率为120-360 W；得到氟化物修饰的硅/氧化石墨烯复合材料的混合溶液；

（3）将步骤（2）获得的氟化物修饰的硅/氧化石墨烯的混合溶液加入到热解碳源溶液中，根据不同的碳源进行不同手段的预处理；

A：将步骤（2）的混合溶液加入浓度为2-5 g/L的醇溶性酚醛树脂溶液中，其中醇溶性酚醛树脂溶液的质量为硅纳米颗粒质量的0.27-3.2倍，置于水浴锅中50-80 ℃，加热的时间为12-24 h；

B：将步骤（2）的混合溶液加入浓度为5-10 g/L的蔗糖水溶液中，其中蔗糖水溶液的质量为硅纳米颗粒质量的0.5-5.7倍，150-180℃水热反应18-24 h；

C：将步骤（2）的混合溶液加入浓度为1-3 g/L的聚乙烯醇水溶液中，其中聚乙烯醇水溶液质量为硅纳米颗粒质量的2.5-28倍，置于水浴锅中常温搅拌12-24 h；

D：将步骤（2）的混合溶液加入浓度为3-6 g/L的聚氯乙烯的四氢呋喃溶液中，聚氯乙烯的四氢呋喃溶液的质量为硅纳米颗粒质量的0.62-7.2倍，置于水浴锅中常温搅拌12-24 h；

（4）将步骤（3）制备的样品在惰性气氛下进行碳化处理；并将碳化后的复合材料酸处理之后，水洗至中性，即得到用于高性能锂离子电池负极的硅/碳复合材料。

2.如权利要求1所述的一种用于高性能锂离子电池负极的硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中氟化物离子溶液为NaF、AlF₃或LiF中的一种。

3.如权利要求1所述的一种用于高性能锂离子电池负极的硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中混合溶剂为无水乙醇：水的体积比为1:1-3组成的溶剂。

4.如权利要求1所述的一种用于高性能锂离子电池负极的硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中硅纳米颗粒的粒径为30-50 nm。

5.如权利要求1所述的一种用于高性能锂离子电池负极的硅/碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤（4）中碳化处理的条件：惰性气氛为氩气或氮气，升温速度为3-7 ℃/min；终温为700-1000 ℃，处理时间为1-3 h。