[发明专利]一种利用金属热还原制备空心纳米硅球的方法、锂离子电池

摘要

本发明公开了一种利用金属热还原制备空心纳米硅球的方法、锂离子电池，利用活泼金属还原二氧化硅纳米球，控制活泼金属的含量使其只还原二氧化硅纳米球外表层，而内核仍然是二氧化硅，利用酸将活泼金属的氧化物除去，再采用氢氟酸除去内核未被还原的二氧化硅，得到空心纳米硅球。跟现有技术相比，本发明制备的产物粒径均匀，无需模板，所得材料嵌锂性能优异，合成的硅基负极材料的稳定比容量大于1500mAh/g，空心纳米硅球在孔壁及球内都有大量孔隙，可以充分容量嵌锂导致的体积膨胀，同时球形结构非常稳定，从而有效地减缓甚至消除电活性物质粉化脱落的现象，有效延长硅负极材料的循环寿命。而且合成工艺简单，易于实施。

主权项

一种利用金属热还原制备空心纳米硅球的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)、金属热还原二氧化硅纳米球将活泼金属粉体与二氧化硅纳米球混合，球磨，然后转入坩埚中，氩气保护或者真空条件下升温到热还原反应温度，保温反应后自然冷却，得活泼金属氧化物/硅/二氧化硅的复合物；(2)、除氧化物将步骤(1)制得的复合物与酸液混合，搅拌反应后，水洗涤，得到空心硅球纳米二氧化硅的复合材料；(3)、除二氧化硅将步骤(2)制备的空心硅球纳米二氧化硅的复合材料放入氢氟酸溶液中，搅拌反应，过滤，水洗涤，即得空心纳米硅球。