[发明专利]硅基复合材料、其制备方法及锂离子电池

权利要求书

1.一种硅基复合材料，其特征在于，所述硅基复合材料包括纳米活性粒子和石墨，所述纳米活性粒子包括多孔纳米硅；

所述石墨具有孔道结构，所述石墨的孔道结构中内嵌有所述纳米活性粒子，及/或，所述石墨具有层状结构，所述石墨的层状结构中内嵌有所述纳米活性粒子。

2.根据权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述硅基复合材料中，所述纳米活性粒子和所述石墨的质量比为(0.5～80):(10～50)；

优选地，所述硅基复合材料的中值粒径为1μm～40μm；

优选地，所述硅基复合材料的比表面积为1m²/g～20m²/g；

优选地，所述硅基复合材料表面形成有碳包覆层。

3.根据权利要求1或2所述的硅基复合材料，其特征在于，所述多孔纳米硅的中值粒径为1nm～500nm；

优选地，所述多孔纳米硅的比表面积为1m²/g～500m²/g；

优选地，所述多孔纳米硅的孔隙率为20％～90％；

优选地，所述多孔纳米硅的孔径为1nm～0.1μm；

优选地，所述纳米活性粒子还包括形成于所述多孔纳米硅的表面的硅化镁层；

优选地，所述硅化镁层的厚度为1nm～100nm；

优选地，以活性纳米粒子的质量为100％计，所述硅化镁层的质量分数为0.5％～10％。

4.根据权利要求1～3任一项所述的硅基复合材料，其特征在于，所述石墨包括多孔石墨和片状石墨中的至少一种；

优选地，所述石墨的中值粒径为1μm～10μm；

优选地，所述石墨与所述多孔纳米硅的中值粒径之比为(10～40):1；

优选地，所述多孔石墨的孔隙率为10％～50％；

优选地，所述多孔石墨的孔径比所述多孔纳米硅的中值粒径大10％～50％；

优选地，所述片状石墨的层与层之间的层间距为10nm～500nm；

优选地，所述片状石墨的长:宽:厚的比值为(2～20):(0.4～3):(0.1～0.2)。

5.一种硅基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将活性纳米粒子和石墨在有机溶剂中混合使所述石墨的层间和/或孔道中内嵌有所述活性纳米粒子，得到浆料，干燥后得到所述硅基复合材料，所述纳米活性粒子包括多孔纳米硅。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多孔纳米硅的制备方法包括：将硅合金进行腐蚀，得到所述多孔纳米硅；

优选地，所述硅合金包括铝硅合金、铁硅合金及硅锌合金中的至少一种；

优选地，所述硅合金为亚微米级颗粒；

优选地，所述腐蚀采用的腐蚀剂包括盐酸、氢氟酸、硫酸及磷酸中的至少一种；

优选地，所述腐蚀的时间为0～7h且不包括0；

优选地，所述多孔纳米硅与所述石墨的质量比为(0.5～80):(10～50)。