[发明专利]多孔硅材料、其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种多孔硅材料及其制备方法和应用。所述多孔硅材料主要是以冶金用铁硅合金为原材料经过机械球磨和酸刻蚀制备所得，其尺寸为微米/亚微米级别，具有金刚石结构，属于Fd‑3m(227)空间群，并具有能与锂(Li)反应的反应相，且表面和内部还均分布有大量不同尺寸的分级孔道结构。所述多孔硅材料可作为锂离子电池负极活性材料，且其应用于锂离子电池时，表现出高(首次)库伦效率、高容量和优越的循环稳定性等特点，同时其制备工艺简单，只需常规设备即可实施，所用原料均廉价易得，工艺过程易于控制，再现性好，产率高，产品质量稳定，适合大规模生产。

主权项

1.一种多孔硅材料，其特征在于，所述多孔硅材料的制备方法包括：对冶金铁硅合金进行机械球磨处理，所述冶金铁硅合金中硅含量为70wt％～80wt％、金属杂质的含量为20wt％～30wt％，所述机械球磨选用湿法球磨或干法球磨，且采用的球磨转速为200r/min～500r/min，球磨时间为1h～64h，球料比为1:1～20:1；在酸刻蚀试剂中对经机械球磨处理后的冶金铁硅合金进行金属辅助酸刻蚀，酸刻蚀处理的时间为1h～48h，制得多孔硅材料；并且，所述多孔硅材料具有金刚石结构，属于Fd‑3m(227)空间群，并具有能与锂反应的反应相，同时，所述多孔硅材料的粒径为0.5μm‑5μm，比表面积为5‑25m2/g，颗粒表面与内部分布有分级结构的孔道，所述分级结构的孔道中微孔占比10％‑40％，介孔占比20％‑30％，大孔占比30％‑70％。