[发明专利]利用冶金废硅粉制备锂离子电池用硅碳复合负极材料的方法

权利要求书

1.利用冶金废硅粉制备锂离子电池用硅碳复合负极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将冶金级废硅粉置于碱-醇溶液中进行浸泡纯化处理，固液分离后，用去离子水洗涤固体至洗涤液为中性，得到纯化硅粉；

(2)将纯化硅粉置于HF-AgNO₃-去离子水溶液体系进行金属辅助刻蚀处理，固液分离后，用去离子水洗涤固体至洗涤液为中性，得到多孔纳米硅粉；

(3)将一定质量配比的多孔纳米硅粉、微粉石墨、碳纳米管、可碳化粘结剂这四种原料加入去离子水中，进行超声混合分散，得到混合浆料；

(4)将混合浆料在氮气或氩气下进行高温煅烧，煅烧结束后自然冷却至室温，得到锂离子电池用硅碳复合负极材料。

2.根据权利要求1所述的利用冶金废硅粉制备锂离子电池用硅碳复合负极材料的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，碱-醇溶液中碱的质量分数为1-30％，碱类为NaOH、KOH、Ca(OH)₂中的一种或多种，醇类为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙烯醇、乙烯醇中的一种或多种，浸泡纯化处理时间为30-360min。

3.根据权利要求2所述的利用冶金废硅粉制备锂离子电池用硅碳复合负极材料的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，HF-AgNO₃-去离子水溶液体系中HF浓度为0.1-22.5mol/L、AgNO₃浓度为0.005-2mol/L；HF-AgNO₃-去离子水溶液体系与纯化硅粉的液固比mL:g为10-100:1。

4.根据权利要求3所述的利用冶金废硅粉制备锂离子电池用硅碳复合负极材料的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，金属辅助刻蚀处理的温度为4-80℃，金属辅助刻蚀处理的时间为0.5-24h。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的利用冶金废硅粉制备锂离子电池用硅碳复合负极材料的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，去离子水与四种原料的质量比为2-5:1。

6.根据权利要求5所述的利用冶金废硅粉制备锂离子电池用硅碳复合负极材料的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，多孔纳米硅粉占四种原料总重的质量配比为10-30％，微粉石墨占四种原料总重的质量配比为20-35％，碳纳米管占四种原料总重的质量配比为20-35％，可碳化粘结剂占四种原料总重的质量配比为20-50％。

7.根据权利要求6所述的利用冶金废硅粉制备锂离子电池用硅碳复合负极材料的方法，其特征在于：所述的可碳化粘结剂为呋喃树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇和聚氨酯中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的利用冶金废硅粉制备锂离子电池用硅碳复合负极材料的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，超声混合分散的转速为150-600r/min，超声混合分散的时间为40-120min。

9.根据权利要求8所述的利用冶金废硅粉制备锂离子电池用硅碳复合负极材料的方法，其特征在于：所述的步骤(4)中，以5-10℃/min升温速度升温至煅烧温度850-900℃，煅烧时间为30-180min。