[发明专利]一种硅碳负极材料制备方法及锂离子电池

权利要求书

1.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

A)将催化剂前驱体和碳源进行化学气相沉积，得到表面包覆石墨烯层的催化剂；所述催化剂前驱体选自氧化锌、氧化镁、氧化铁、氧化亚铁、金属铁、金属锌、金属钴、金属镍、金属铜及其合金中的一种或几种；

所述碳源选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、苯、沥青、酚醛树脂、葡萄糖、蔗糖、淀粉、柠檬酸和抗坏血酸中的一种或几种；

B)用酸腐蚀表面包覆石墨烯层的催化剂，分离得到石墨烯笼材料；

C)将石墨烯笼材料与纳米硅球磨，干燥得到前驱体材料；

D)将前驱体材料和碳源化学气相沉积，得到硅碳负极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)所述催化剂前驱体与碳源的质量比为1：2～2：1；所述化学气相沉积的沉积温度为600～900℃；气化温度为200～400℃；升温速率为2～10℃/min；所述化学气相沉积时间为1～4h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)所述酸选自盐酸、硝酸和硫酸中的一种或几种；所述酸的质量浓度为5％～30％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)所述用酸腐蚀是在超声条件下，所述超声时间为0.5～2h；所述分离包括离心分离并洗涤沉淀、干燥；所述干燥温度为50～80℃；所述干燥时间为8～12h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)所述石墨烯笼材料与纳米硅的质量比为(60～80)：(40～20)；所述纳米硅的粒径为1～100nm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)所述球磨转速为300～600r/min；所述球磨是在惰性气体或氮气氛围下进行；所述球磨时间为2～12h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤D)所述碳源占所述前驱体材料的质量分数为5～25％；所述化学气相沉积的沉积温度为500～1000℃；气化温度为300～600℃；升温速率为2～10℃/min；所述化学气相沉积时间为1～4h。

8.一种硅碳负极材料，由权利要求1～7任意一项所述的制备方法制备得到。

9.一种锂离子电池，其特征在于，其负极由权利要求1～7任意一项所述的负极材料制备得到。