技术特征：
1.一种锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料，其特征在于，包括：硅碳纳米颗粒和石墨烯；所述无机碳层包裹的纳米硅均匀分散在所述石墨烯片层中。2.一种如权利要求1所述的锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将水溶性硅酸盐水溶液与氧化石墨烯水溶液搅拌混合均一，然后加入酸进行反应，得到硅酸/氧化石墨烯复合水凝胶，冷冻干燥后得到复合气凝胶，使用洗涤剂洗涤复合气凝胶，去除杂质，烘干得到二氧化硅/氧化石墨烯复合物；(2)将上述二氧化硅/氧化石墨烯复合物、氧化镁及镁粉混合均匀，然后置于管式炉中，在惰性气氛下进行第一阶段加热，随后在惰性气体负载下通入碳源气体，进行第二阶段加热，最终得到产物1；(3)将上述产物1酸洗、烘干即可得到多孔硅碳复合电极材料。3.根据权利要求2所述一种锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中水溶性硅酸盐包括硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾、硅酸铵中的一种或多种；硅酸盐水溶液的质量分数为20～80wt％，氧化石墨烯水溶液的浓度为1～30mg/ml，硅酸盐溶液与氧化石墨烯水溶液的体积比1∶(0.5～20)。4.根据权利要求2所述一种锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌速率为100～800rpm，搅拌时间≥1h；酸包括硫酸、盐酸、硝酸中的一种或多种，酸溶液浓度为12～19mol/ml，酸体积为1～10ml，反应时间≥1h。5.根据权利要求2所述一种锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中洗涤剂包括水或乙醇；烘干温度为60～150℃，烘干时间为＞1h。6.根据权利要求2所述一种锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中二氧化硅/氧化石墨烯复合物、氧化镁及镁粉按质量比为1∶(0.5～10)∶(0.5～10)。7.根据权利要求2所述一种锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中升温速率为1～10℃/min，第一阶段加热温度为500～1000℃，第二阶段加热温度为500～1000℃。8.根据权利要求2所述一种锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述碳源气体包括co2、ch4、c2h2和c2h4中的一种或多种，惰性气体为氩气；惰性气体的气流量为5～200sccm，碳源气体流量为5～150sccm。9.根据权利要求2所述一种锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中盐酸水溶液浓度为0.01～2.0mol/l，烘干温度为60～150℃，烘干时间为＞1h。10.一种锂离子电池，包括权利要求1～9中任一项所述的锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料。
技术总结
本发明公开了一种锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料，包括：硅碳纳米颗粒和石墨烯，无机碳层包裹的纳米硅均匀分散在所述石墨烯片层中。同时，本发明公开了一种锂离子电池用多孔硅碳复合电极材料制备方法，利用酸同时降低水溶性硅酸离子和氧化石墨烯片层表面的负电性，减弱彼此静电排斥力，形成硅酸与氧化石墨烯复合水凝胶，实现硅酸与氧化石墨烯的均一复合；利用在二氧化硅/氧化石墨烯复合物的镁热还原过程中引入碳源气体，以实现无机碳层包裹纳米硅和氧化石墨烯的还原，最终获得硅与碳界面兼容性高、纳米硅颗粒均一分散的多孔硅碳复合电极材料；制备工艺简单，可控性高，适于工业推广。推广。推广。
技术研发人员：王洁 高佳峰 王子奇
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2022.08.22
技术公布日：2022/11/22