[发明专利]一种硅碳复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将正硅酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵、催化剂、过渡金属离子溶于醇溶液中，搅拌得到溶液A；

(2)调配醇水混合溶液B；

(3)将溶液A加入溶液B，搅拌得到乳浊液C，将乳浊液C静置离心得到固态物，清洗干燥，高温煅烧，得到粉末D；

(4)将粉末D高温还原，冷却洗涤，气相沉积法包覆碳，得到硅碳复合材料。

2.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述正硅酸乙酯和十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为10:1-1:1。

3.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中加入乙酸锂，所述乙酸锂和正硅酸乙酯的摩尔比为1:1-1:2。

4.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述催化剂为草酸，所述醇溶液为无水乙醇溶液，所述过渡金属离子为锰和/或钛。

5.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述醇水混合溶液为浓氨水、乙醇溶液与去离子水，体积比为1:1:0.5-1:3:5。

6.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述高温还原具体为：将粉末D置于容器中，下层放置金属Ca或Mg粉末，通入惰性气体500-800℃高温还原。

7.如权利要求1所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述搅拌为1000-4000rpm高速搅拌10min后再500-2000rpm均速搅拌1-10h；步骤(4)中所述洗涤具体为：用稀盐酸洗涤，再用氢氟酸进行酸洗，随后去离子水洗涤。

8.一种如权利要求1-7任一项制备方法制备的硅碳复合材料，其特征在于，所述硅碳复合材料以硅碳材料为基体，所述碳硅材料基体中的硅材料和碳材料均匀分布，在基体材料中掺杂过渡金属离子，基体外包覆有碳包覆层。

9.如权利要求8所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述硅碳材料基体中碳质量占比为1％-30％，所述硅碳复合材料中碳质量占比为1％-50％，所述过渡金属离子质量占比为1％-10％。

10.如权利要求8所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述过渡金属离子为锰、钛离子。