[发明专利]一种硅碳复合负极材料及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种硅碳复合负极材料，其特征在于，包括内核和包覆于内核外的外壳，所述内核为多孔硅，所述外壳为碳纳米管/石墨烯/无定型碳复合体；

所述硅碳复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将多孔硅、有机溶剂、硅烷偶联剂、复合导电液混匀，然后蒸发溶剂得多孔硅/石墨烯/碳纳米管复合材料；所述复合导电液为碳纳米管和石墨烯的复合导电液；

2）将步骤1）所得多孔硅/石墨烯/碳纳米管复合材料与水、有机碳源、功能添加剂混匀，然后进行喷雾干燥，之后于700~900℃保温1~12h，即得；所述功能添加剂为维生素C。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述多孔硅的质量为所述硅碳复合负极材料质量的10~50%。

3.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述外壳的厚度为100～1000nm。

4.一种如权利要求1所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将多孔硅、有机溶剂、硅烷偶联剂、复合导电液混匀，然后蒸发溶剂得多孔硅/石墨烯/碳纳米管复合材料；所述复合导电液为碳纳米管和石墨烯的复合导电液；

2）将步骤1）所得多孔硅/石墨烯/碳纳米管复合材料与水、有机碳源、功能添加剂混匀，然后进行喷雾干燥，之后于700~900℃保温1~12h，即得；所述功能添加剂为维生素C。

5.根据权利要求4所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中的多孔硅由以下制备方法得到：将硅粉于盐酸中浸泡1～12h，再用氢氧化钠溶液清洗1～10次，之后用蒸馏水清洗，干燥，即得。

6.根据权利要求4所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中多孔硅、硅烷偶联剂、复合导电液中的固体、有机溶剂的质量比为1～5：0.1～1：1～10：100。

7.根据权利要求4所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

8.根据权利要求4所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中的有机碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素中的任意一种。

9.根据权利要求4所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中多孔硅/石墨烯/碳纳米管复合材料、有机碳源、功能添加剂的质量比为30～50：10～30：1～5。

10.一种锂离子电池，采用权利要求1所述的硅碳复合负极材料。