[发明专利]一种碳片笼包覆多孔硅材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳片笼包覆多孔硅材料，其特征在于，所述碳片笼包覆多孔硅材料是将铝硅合金加入无机酸溶液中搅拌，过滤或离心制得多孔硅，将多孔硅加入到含碳源和二氧化硅源的乙醇/去离子水的混合溶液中搅拌，在150~170℃保温10~24h制得前驱体；所得前驱体在惰性气氛下在800~1000℃烧结，得到C/SiO₂双连续包覆多孔硅，将C/SiO₂双连续包覆多孔硅加入氢氟酸中，经洗涤后烘干制得；所述铝硅合金的平均粒度D50为1~5µm，所述铝硅合金中铝和硅的质量比为（4~9）:1；所述氢氟酸的质量浓度为1~10wt%；所述混合溶液中乙醇和去离子水的体积比为（2~1）:1；所述二氧化硅源的体积、乙醇和去离子水的总体积比为（2~20）：（1000~1500）；所述多孔硅的质量、碳源的质量和二氧化硅源的体积比为（0.5~1）g:（0.05~1）g:（0.2~1）mL。

2.根据权利要求1所述的碳片笼包覆多孔硅材料，其特征在于，所述无机酸为盐酸、硝酸或硫酸中的一种以上；所述无机酸的浓度为0.1~0.5mol/L。

3.根据权利要求1所述的碳片笼包覆多孔硅材料，其特征在于，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、柠檬酸或抗坏血酸中的一种以上；所述二氧化硅源为正硅酸乙酯或/和硅氧烷。

4.根据权利要求1所述的碳片笼包覆多孔硅材料，其特征在于，所述搅拌的时间为12~24 h，所述烧结的时间为1~4h。

5.根据权利要求1所述的碳片笼包覆多孔硅材料，其特征在于，所述惰性气氛为氩气或氮气。

6.根据权利要求1-5任一项所述的碳片笼包覆多孔硅材料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1. 将铝硅合金加入无机酸溶液中搅拌，过滤或离心制得多孔硅；

S2. 将多孔硅加入到含碳源和二氧化硅源的乙醇/去离子水的混合溶液中搅拌，在150~170℃保温制得前驱体；

S3. 所得前驱体在惰性气氛下在800~1000℃烧结，得到C/SiO₂双连续包覆多孔硅；

S4. 将C/SiO₂双连续包覆多孔硅加入氢氟酸中，经洗涤后烘干，制得碳片笼包覆多孔硅材料。

7.权利要求1-5任一项所述的碳片笼包覆多孔硅材料在锂电池领域中的应用。