[发明专利]一种花瓣状微-纳复合结构硅材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，其包括：

将硅源、水、碱和碳酸盐的第一混合物进行水热反应，反应结束后，干燥得到硅前驱体；

将所述硅前驱体和金属还原剂的第二混合物进行还原反应，反应结束后，干燥得到花瓣状微-纳复合结构硅材料；

其中，所述硅源为二氧化硅和黏土矿物中的至少一种；

所述第一混合物是将所述硅源、所述水和所述碱湿法混合5～60min后，再加入所述碳酸盐，继续混合后制得的，所述硅源中的硅与所述碱的摩尔比为10～20；所述水与所述碱的摩尔比为200～400；所述碳酸盐与所述碱的摩尔比为1.33～3，所述碱为NaOH、KOH、RbOH和CsOH中的至少一种；所述碳酸盐为Na₂CO₃、K₂CO₃、Rb₂CO₃、Cs₂CO₃中的至少一种；加入的所述碳酸盐的阳离子与加入的所述碱的阳离子保持一致。

2.根据权利要求1所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述黏土矿物为蒙脱石、高岭石、埃洛石、白云母、伊利石、水铝英石和伊毛缟石中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述硅前驱体与所述金属还原剂的质量比为1:0.5～3。

4.根据权利要求1所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述第二混合物中还包括无机盐。

5.根据权利要求4所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述硅前驱体与所述无机盐的质量之比为1:0.1～20。

6.根据权利要求4所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述无机盐包括NaCl、LiCl、KCl、CaCl₂、MgCl₂中至少一种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述水热反应包括于140～200℃下保温2～100h。

8.根据权利要求1所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述水热反应包括于150～170℃下保温10～48h。

9.根据权利要求1所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述还原反应包括于500～800℃下保温0.5～12h。

10.根据权利要求1所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述金属还原剂包括镁、铝、钠和钾中的至少一种。

11.根据权利要求1-6任一项所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述第一混合物在聚四氟乙烯反应釜中进行所述水热反应。

12.根据权利要求1所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述第二混合物是将所述硅前驱体和所述金属还原剂在惰性气体下混合1～30min后制得的。

13.根据权利要求1所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法，其特征在于，所述第二混合物采用干法混合制得。

14.一种花瓣状微-纳复合结构硅材料，其特征在于，其是采用如权利要求1-13任一项所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料的制备方法制备而成。

15.如权利要求14所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料在锂电子电池中的应用。

16.一种锂离子电极负极材料，其特征在于，其包括如权利要求14所述的花瓣状微-纳复合结构硅材料。