[发明专利]硅碳复合材料及其制备方法、负极材料、负极片和锂离子电池

权利要求书

1.一种硅碳复合材料，其特征在于，所述硅碳复合材料包括硅碳复合物；所述硅碳复合物为碳壳层包覆纳米硅核的核壳结构，且所述碳壳层与所述纳米硅核之间由碳纳米纤维连接；

所述硅碳复合材料的制备方法包括：

提供物质A，所述物质A包含纳米硅材料及位于所述纳米硅材料表面的介孔二氧化硅包覆层；

在所述物质A的表面包覆芳香族聚合物，及在所述介孔二氧化硅包覆层的介孔内填充所述芳香族聚合物，得到产物B；

对所述产物B进行刻蚀，得到产物C；

对所述产物C进行碳化，得到所述硅碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述纳米硅核的粒径为30nm-100nm。

3.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述碳纳米纤维的直径为2nm-8nm。

4.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述碳纳米纤维的长度为10nm-20nm。

5.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述碳壳层的厚度为10nm-30nm。

6.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述硅碳复合物的粒径为80nm-200nm。

7.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述硅碳复合材料包括硅碳复合物及位于所述硅碳复合物表面的石墨烯层，所述硅碳复合物为碳壳层包覆纳米硅核的核壳结构，且所述碳壳层与所述纳米硅核之间由碳纳米纤维连接；所述硅碳复合材料的粒径为5μm-20μm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅碳复合材料的制备方法包括：

提供物质A，所述物质A包含纳米硅材料及位于所述纳米硅材料表面的介孔二氧化硅包覆层；

在所述物质A的表面包覆芳香族聚合物，及在所述介孔二氧化硅包覆层的介孔内填充所述芳香族聚合物，得到产物B；

对所述产物B进行刻蚀，得到产物C；

对所述产物C进行碳化，得到所述硅碳复合材料；

所述物质A的制备方法包括：将包括介孔模板剂、纳米硅、氨水和硅化合物在内的原料混合反应后，去除介孔模板剂，得到所述物质A。

9.根据权利要求8所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，

所述物质A的粒径为40nm-120nm。

10.根据权利要求8所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述在所述物质A的表面包覆芳香族聚合物，及在所述介孔二氧化硅包覆层的介孔内填充所述芳香族聚合物的步骤包括：将所述物质A进行表面改性，得到表面改性的物质A，对表面改性的物质A进行芳香族聚合物包覆。

11.根据权利要求8所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述芳香族聚合物包括聚苯胺、聚吡咯和聚苯乙炔中的至少一种。

12.根据权利要求8所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述刻蚀在氢氟酸溶液进行。

13.根据权利要求8所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳化前还包括：将包括所述产物C和氧化石墨烯分散液在内的原料混合，然后将得到的悬浮液进行喷雾造粒。

14.根据权利要求8所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳化的过程包括：以5℃/min-10℃/min的升温速率升温至550℃-900℃保温1h-12h。

15.根据权利要求8所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述介孔模板剂为十六烷基三甲基溴化铵。