一种硅基层状多孔负极材料、制备方法及硅基负极、电池与流程

1.本发明涉及硅基负极技术领域，尤其涉及一种硅基层状多孔负极材料、制备方法及硅基负极、电池。


背景技术：

2.硅材料以其超高的理论比容量4200mah/g、较低的放电电压和锂离子扩散势垒、si元素地壳丰度高等优势，成为最具有发展潜力的高容量硅负极材料之一。虽然硅负极材料的理论比容量是石墨负极材料的10多倍，但是却由于硅负极材料在充放电的脱锂和嵌锂过程中体积膨胀率可达300％，在多次的循环放电过程中，这种剧烈的体积膨胀会对负极结构造成严重的破坏，严重缩短锂电池的使用寿命。
3.目前针对硅负极材料嵌锂时的体积膨胀问题，现在占据主流的方案是通过化学合成的方法制备si纳米微球和模板法制备有序的介孔si材料。这些方案能一定程度解决硅负极材料体积膨胀问题，但成本高且工艺复杂，难以大规模商业化应用。这是因为硅负极材料多采用纯试剂为原料，利用化学方法合成，工艺复杂、生产成本高，而且产率低。
4.因此，亟需一种能够解决硅负极材料嵌锂和脱锂过程中体积严重膨胀的问题，且工艺简单、生产成本低的硅负极材料制备方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种硅基层状多孔负极材料、制备方法及硅基负极、电池，能够解决硅负极材料嵌锂和脱锂过程中体积严重膨胀的问题，且工艺简单、生产成本低。
6.本发明公开了一种硅基层状多孔负极材料制备方法，包括步骤：
7.将硼镁尾矿原料破碎、筛分、干燥；
8.称取硼镁尾矿原料与镁粉共混，并进行sio2的镁热还原，以使sio2转变为硅单质，得到硅单质层和氧化镁层交替分布的粉体材料；
9.对粉体材料进行酸活化，以去除硅单质层之间的镁离子；干燥研磨粉体材料，得到硅单质层和氧化镁层交替排列的层状多孔材料；
10.采用葡萄糖溶液浸泡层状多孔材料；
11.将葡萄糖溶液浸泡后的层状多孔材料高温处理，以使葡萄糖热解碳化，形成碳包覆层包裹在层状多孔材料表面，制得硅基层状多孔负极材料。
12.可选地，在进行sio2的镁热还原的步骤中，采用高温球磨机在还原性气氛下进行sio2的镁热还原。
13.可选地，在进行sio2的镁热还原的步骤中，球料比为10:1，转速为200～400r/min，球磨温度以5℃/min的升温速率升至600℃；在还原性气氛下恒温球磨2～4h进行sio2的镁热还原。
14.可选地，在将葡萄糖溶液浸泡后的层状多孔材料高温处理的步骤中，在马弗炉中以惰性气体充当保护气，以两段式的升温速率升至350℃后，恒温碳化5～10min使葡萄糖热
解碳化；和/或
15.将硼镁尾矿原料破碎、筛分、干燥的步骤中，破碎时间为3～5min；所用筛网为200目筛；恒温干燥温度为100～120℃，干燥时间为3h。
16.可选地，在称取硼镁尾矿原料与镁粉共混步骤中，镁粉和硼镁尾矿原料的质量比6：25；和/或
17.在对粉体材料进行酸活化的步骤中，采用硫酸进行酸活化，硫酸浓度为2.16～2.71mol/l，酸活化温度为25～45℃，酸活化时间为5～60min；和/或
18.在采用葡萄糖溶液浸泡层状多孔材料的步骤中，葡萄糖溶液浓度为0.1mol/l，浸泡时间为60～120min。
19.可选地，硼镁尾矿选取主要成分含量的质量分数为b2o3＜9％、sio2＞25％、25％＜mgo＜49％的类硅酸盐矿物，且矿物粉体的粒径＜75μm。
20.可选地，在对粉体材料进行酸活化的步骤中，得到的层状多孔材料氧化镁含量为8％＜mgo＜15％，粒径＜50μm。
21.本发明还公开了一种硅基层状多孔负极材料，通过如上述的制备方法制备。
22.本发明还公开了一种硅基负极，包括如上述的硅基层状多孔负极材料。
23.本发明还公开了一种电池，包括如上述的硅基负极。
24.本发明的硅基层状多孔负极材料制备方法，采用硼镁尾矿作为硅源，打破了传统的以化学试剂为硅源制备硅负极材料的化学合成工艺，制造工艺简单、极大的降低了硅负极材料的生产成本，可批量化生产；同时，结合图1所示，制得的硅基层状多孔负极材料以层状的硅单质层为骨架，氧化镁层为骨架支撑的、交替排列的si-mgo层结构，离子可以在多孔的层状结构之间自由的嵌入和脱出，解决了硅负极材料嵌锂和脱锂过程中严重的体积膨胀问题。进一步，在通过葡萄糖溶液浸泡并碳化后，层状多孔材料表面包裹碳包覆层，形成si-mg-c复合结构，提高所制备的硅基层状多孔负极材料的电导率。
附图说明
25.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
26.图1是本发明实施例硅基层状多孔负极材料制备工艺流程图。
具体实施方式
27.需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
28.下面参考附图和可选的实施例对本发明作详细说明。
29.作为本发明的一实施例，公开了一种硅基层状多孔负极材料制备方法，包括步骤：
30.s100：将硼镁尾矿原料破碎、筛分、干燥；
31.s200：称取硼镁尾矿原料与镁粉共混，并进行sio2的镁热还原，以使sio2转变为硅
单质，得到硅单质层和氧化镁层交替分布的粉体材料；
32.s300：对粉体材料进行酸活化，以去除硅单质层之间的镁离子；干燥研磨粉体材料，得到硅单质层和氧化镁层交替排列的层状多孔材料；
33.s400：采用葡萄糖溶液浸泡层状多孔材料；
34.s500：将葡萄糖溶液浸泡后的层状多孔材料高温处理，以使葡萄糖热解碳化，形成碳包覆层包裹在层状多孔材料表面，制得硅基层状多孔负极材料。
35.本发明的硅基层状多孔负极材料制备方法，采用硼镁尾矿作为硅源，打破了传统的以化学试剂为硅源制备硅负极材料的化学合成工艺，制造工艺简单、极大的降低了硅负极材料的生产成本，可批量化生产；同时，结合图1所示，制得的硅基层状多孔负极材料以层状的硅单质层为骨架，氧化镁层为骨架支撑的、交替排列的si-mgo层结构，离子可以在多孔的层状结构之间自由的嵌入和脱出，解决了硅负极材料嵌锂和脱锂过程中严重的体积膨胀问题。进一步，在通过葡萄糖溶液浸泡并碳化后，层状多孔材料表面包裹碳包覆层，形成si-mg-c复合结构，提高所制备的硅基层状多孔负极材料的电导率。
36.具体而言，结合图1所示，本发明的制备方法中，s200步骤中进行镁热还原，使sio2层转变为硅单质层，然后在s300步骤中通过酸活化控制镁离子的溶出度，制备出具有硅单质层和氧化镁层交替排列的层状多孔材料(si-mgo层结构)，最后在s400和s500步骤中用葡萄糖溶液对层状多孔材料(si-mgo层结构)进行浸泡和高温碳化，以使层状多孔材料(si-mgo层结构)表面形成碳包覆层(si-mg-c复合结构)，提高所制备的硅基层状多孔负极材料的电导率。
37.具体地，在进行sio2的镁热还原的步骤中，采用高温球磨机在还原性气氛下进行sio2的镁热还原。本方案通过还原性气氛下进行sio2的镁热还原，还原性气氛例如可以是95％的ar，5％的h2。
38.具体地，在进行sio2的镁热还原的步骤中，球料比为10:1，转速为200～400r/min，球磨温度以5℃/min的升温速率升至600℃；在还原性气氛下恒温球磨2～4h进行sio2的镁热还原。具体地，转速可以为200r/min、250r/min、300r/min、350r/min、400r/min。恒温球磨时间可以为2h、2.5h、3h、3.5h、4h。具体地，镁粉和硼镁尾矿以质量比6：25投料；研磨介质配比为1cm中球：2cm大球：5mm小球之比为5:3:2。
39.具体地，在将葡萄糖溶液浸泡后的层状多孔材料高温处理的步骤中，在马弗炉中以惰性气体充当保护气，以两段式的升温速率升至350℃后，恒温碳化5～10min使葡萄糖热解碳化。具体地，恒温碳化时间可以为5min、6min、7min、8min、9min、10min。具体地，惰性气体可以为n2，以20ml/min的速率向马弗炉中充入n2，在n2保护气氛下，以20℃/min的升温速率将马弗炉的温度升至180℃，然后以2℃/min的升温速率升至350℃后恒温碳化5～10min。
40.具体地，将硼镁尾矿原料破碎、筛分、干燥的步骤中，破碎时间为3～5min；所用筛网为200目筛；恒温干燥温度为100～120℃，干燥时间为3h。具体地，破碎时间可以为3min、3.5min、4min、4.5min、5min，恒温干燥温度可以为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃。
41.具体地，在称取硼镁尾矿原料与镁粉共混步骤中，镁粉和硼镁尾矿原料的质量比6：25。
42.具体地，在对粉体材料进行酸活化的步骤中，采用硫酸进行酸活化，硫酸浓度为2.16～2.71mol/l，酸活化温度为25～45℃，酸活化时间为5～60min。具体地，硫酸浓度可以
为2.16mol/l、2.2mol/l、2.25mol/l、2.3mol/l、2.35mol/l、2.4mol/l、2.5mol/l、2.6mol/l、2.7mol/l、2.71mol/l。酸活化温度可以为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃。酸活化时间可以为5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min。具体地，硫酸进行酸活化后，对硫酸和粉体材料固液混合物进行抽滤分离。
43.在采用葡萄糖溶液浸泡层状多孔材料的步骤中，葡萄糖溶液浓度为0.1mol/l，浸泡时间为60～120min。具体地，浸泡时间可以为60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min。
44.具体地，硼镁尾矿选取主要成分含量的质量分数为b2o3＜9％、sio2＞25％、25％＜mgo＜49％的类硅酸盐矿物，且矿物粉体的粒径＜75μm。
45.具体地，在对粉体材料进行酸活化的步骤中，得到的层状多孔材料氧化镁含量为8％＜mgo＜15％，粒径＜50μm。
46.本发明还公开了一种硅基层状多孔负极材料，通过如上述的制备方法制备。
47.本发明还公开了一种硅基负极，包括如上述的硅基层状多孔负极材料。
48.本发明还公开了一种电池，包括如上述的硅基负极。
49.下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细阐述。
50.实施例1
51.(1)取200g硼镁尾矿置于磨盘式破碎机中破碎3min，然后使用200目筛网在振动筛分机中筛分，将筛完后原料在110℃恒温干燥箱中干燥3h。
52.(2)称取100g干燥后的硼镁尾矿和24g镁粉置于2l硬质合金球磨罐中，加入1kg的玛瑙球磨介，研磨介质配比为1cm中球、2cm大球和5mm小球之比为5:3:2。在混合气体体积比ar(95％)/h2(5％)、通气速率10ml/min的还原性气氛下，以5℃/min的升温速率升至600℃之前转速为150r/min，温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至300r/min，在此条件下保持3h进行sio2的镁热还原反应,得到硅单质层和氧化镁层交替分布的粉体材料。
53.(3)取10g镁热还原后的粉体原料置于500ml的三颈烧瓶中，加入80ml 2.16m的硫酸，在温度为45℃、搅拌转速400r/min的条件下反应30min，然后抽滤并用蒸馏水洗涤3次。
54.(4)将洗涤后的酸活化层状多孔材料置于烧杯中，加入0.1mol/l的葡萄糖溶液200ml，在常温下以400r/min的搅拌速度对酸活化层状多孔材料进行60min浸泡处理，过滤后在恒温箱中在80℃下干燥4h。
55.(5)将葡萄糖溶液处理后的粉体物料放入马弗炉中，以20ml/min的速率向马弗炉中充入n2，在n2保护气氛下，以20℃/min的升温速率将马弗炉的温度升至180℃，然后以2℃/min的升温速率升至350℃后恒温碳化5min，得到碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料。
56.(6)将制备的碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料制成锂离子电池进行电化学测试，常温800周循环厚度膨胀率小于10％。
57.实施例2
58.实施例2与实施例1的区别在于(5)中的恒温碳化为10min，具体如下：
59.(1)取200g硼镁尾矿置于磨盘式破碎机中破碎3min，然后使用200目筛网在振动筛分机中筛分，将筛完后原料在110℃恒温干燥箱中干燥3h。
60.(2)称取100g干燥后的硼镁尾矿和24g镁粉置于2l硬质合金球磨罐中，加入1kg的
玛瑙球磨介，研磨介质配比为1cm中球、2cm大球和5mm小球之比为5:3:2。在混合气体体积比ar(95％)/h2(5％)、通气速率10ml/min的还原性气氛下，以5℃/min的升温速率升至600℃之前转速为150r/min，温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至300r/min，在此条件下保持3h进行sio2的镁热还原反应,得到硅单质层和氧化镁层交替分布的粉体材料。
61.(3)取10g镁热还原后的粉体原料置于500ml的三颈烧瓶中，加入80ml 2.16m的硫酸，在温度为45℃、搅拌转速400r/min的条件下反应30min，然后抽滤并用蒸馏水洗涤3次。
62.(4)将洗涤后的酸活化层状多孔材料置于烧杯中，加入0.1mol/l的葡萄糖溶液200ml，在常温下以400r/min的搅拌速度对酸活化层状多孔材料进行60min浸泡处理，过滤后在恒温箱中在80℃下干燥4h。
63.(5)将葡萄糖溶液处理后的粉体物料放入马弗炉中，以20ml/min的速率向马弗炉中充入n2，在n2保护气氛下，以20℃/min的升温速率将马弗炉的温度升至180℃，然后以2℃/min的升温速率升至350℃后恒温碳化10min，得到碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料。
64.(6)将制备的碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料制成锂离子电池进行电化学测试，常温800周循环厚度膨胀率小于10％。
65.实施例3
66.实施例3与实施例1的区别在于(3)中的硫酸浓度为2.71m，温度为25℃以及反应时间10min，具体如下：
67.(1)取200g硼镁尾矿置于磨盘式破碎机中破碎3min，然后使用200目筛网在振动筛分机中筛分，将筛完后原料在110℃恒温干燥箱中干燥3h。
68.(2)称取100g干燥后的硼镁尾矿和24g镁粉置于2l硬质合金球磨罐中，加入1kg的玛瑙球磨介，研磨介质配比为1cm中球、2cm大球和5mm小球之比为5:3:2。在混合气体体积比ar(95％)/h2(5％)、通气速率10ml/min的还原性气氛下，以5℃/min的升温速率升至600℃之前转速为150r/min，温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至300r/min，在此条件下保持3h进行sio2的镁热还原反应,得到硅单质层和氧化镁层交替分布的粉体材料。
69.(3)取10g镁热还原后的粉体原料置于500ml的三颈烧瓶中，加入80ml 2.71m的硫酸，在温度为25℃、搅拌转速400r/min的条件下反应10min，然后抽滤并用蒸馏水洗涤3次。
70.(4)将洗涤后的酸活化层状多孔材料置于烧杯中，加入0.1mol/l的葡萄糖溶液200ml，在常温下以400r/min的搅拌速度对酸活化层状多孔材料进行60min浸泡处理，过滤后在恒温箱中在80℃下干燥4h。
71.(5)将葡萄糖溶液处理后的粉体物料放入马弗炉中，以20ml/min的速率向马弗炉中充入n2，在n2保护气氛下，以20℃/min的升温速率将马弗炉的温度升至180℃，然后以2℃/min的升温速率升至350℃后恒温碳化5min，得到碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料。
72.(6)将制备的碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料制成锂离子电池进行电化学测试，常温800周循环厚度膨胀率小于10％。
73.实施例4
74.实施例4与实施例1的区别在于(3)中的硫酸浓度为2.71m，温度为25℃以及反应时间10min，(5)中的恒温碳化为10min，具体如下：
75.(1)取200g硼镁尾矿置于磨盘式破碎机中破碎3min，然后使用200目筛网在振动筛分机中筛分，将筛完后原料在110℃恒温干燥箱中干燥3h。
76.(2)称取100g干燥后的硼镁尾矿和24g镁粉置于2l硬质合金球磨罐中，加入1kg的玛瑙球磨介，研磨介质配比为1cm中球、2cm大球和5mm小球之比为5:3:2。在混合气体体积比ar(95％)/h2(5％)、通气速率10ml/min的还原性气氛下，以5℃/min的升温速率升至600℃之前转速为150r/min，温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至300r/min，在此条件下保持3h进行sio2的镁热还原反应,得到硅单质层和氧化镁层交替分布的粉体材料。
77.(3)取10g镁热还原后的粉体原料置于500ml的三颈烧瓶中，加入80ml 2.71m的硫酸，在温度为25℃、搅拌转速400r/min的条件下反应10min，然后抽滤并用蒸馏水洗涤3次。
78.(4)将洗涤后的酸活化层状多孔材料置于烧杯中，加入0.1mol/l的葡萄糖溶液200ml，在常温下以400r/min的搅拌速度对酸活化层状多孔材料进行60min浸泡处理，过滤后在恒温箱中在80℃下干燥4h。
79.(5)将葡萄糖溶液处理后的粉体物料放入马弗炉中，以20ml/min的速率向马弗炉中充入n2，在n2保护气氛下，以20℃/min的升温速率将马弗炉的温度升至180℃，然后以2℃/min的升温速率升至350℃后恒温碳化10min，得到碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料。
80.(6)将制备的碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料制成锂离子电池进行电化学测试，常温800周循环厚度膨胀率小于10％。
81.实施例5
82.实施例5与实施例1的区别在于(2)中的温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至400r/min，在此条件下保持2h，具体如下：
83.(1)取200g硼镁尾矿置于磨盘式破碎机中破碎3min，然后使用200目筛网在振动筛分机中筛分，将筛完后原料在110℃恒温干燥箱中干燥3h。
84.(2)称取100g干燥后的硼镁尾矿和24g镁粉置于2l硬质合金球磨罐中，加入1kg的玛瑙球磨介，研磨介质配比为1cm中球、2cm大球和5mm小球之比为5:3:2。在混合气体体积比ar(95％)/h2(5％)、通气速率10ml/min的还原性气氛下，以5℃/min的升温速率升至600℃之前转速为150r/min，温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至400r/min，在此条件下保持2h进行sio2的镁热还原反应,得到硅单质层和氧化镁层交替分布的粉体材料。
85.(3)取10g镁热还原后的粉体原料置于500ml的三颈烧瓶中，加入80ml 2.16m的硫酸，在温度为45℃、搅拌转速400r/min的条件下反应30min，然后抽滤并用蒸馏水洗涤3次。
86.(4)将洗涤后的酸活化层状多孔材料置于烧杯中，加入0.1mol/l的葡萄糖溶液200ml，在常温下以400r/min的搅拌速度对酸活化层状多孔材料进行60min浸泡处理，过滤后在恒温箱中在80℃下干燥4h。
87.(5)将葡萄糖溶液处理后的粉体物料放入马弗炉中，以20ml/min的速率向马弗炉中充入n2，在n2保护气氛下，以20℃/min的升温速率将马弗炉的温度升至180℃，然后以2℃/min的升温速率升至350℃后恒温碳化5min，得到碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料。
88.(6)将制备的碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料制成锂离子电池进行电化学测试，常温800周循环厚度膨胀率小于10％。
89.实施例6
90.实施例6与实施例1的区别在于(2)中的温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至400r/min，在此条件下保持2h，(5)中的恒温碳化为10min，具体如下：
91.(1)取200g硼镁尾矿置于磨盘式破碎机中破碎3min，然后使用200目筛网在振动筛分机中筛分，将筛完后原料在110℃恒温干燥箱中干燥3h。
92.(2)称取100g干燥后的硼镁尾矿和24g镁粉置于2l硬质合金球磨罐中，加入1kg的玛瑙球磨介，研磨介质配比为1cm中球、2cm大球和5mm小球之比为5:3:2。在混合气体体积比ar(95％)/h2(5％)、通气速率10ml/min的还原性气氛下，以5℃/min的升温速率升至600℃之前转速为150r/min，温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至400r/min，在此条件下保持2h进行sio2的镁热还原反应,得到硅单质层和氧化镁层交替分布的粉体材料。
93.(3)取10g镁热还原后的粉体原料置于500ml的三颈烧瓶中，加入80ml 2.16m的硫酸，在温度为45℃、搅拌转速400r/min的条件下反应30min，然后抽滤并用蒸馏水洗涤3次。
94.(4)将洗涤后的酸活化层状多孔材料置于烧杯中，加入0.1mol/l的葡萄糖溶液200ml，在常温下以400r/min的搅拌速度对酸活化层状多孔材料进行60min浸泡处理，过滤后在恒温箱中在80℃下干燥4h。
95.(5)将葡萄糖溶液处理后的粉体物料放入马弗炉中，以20ml/min的速率向马弗炉中充入n2，在n2保护气氛下，以20℃/min的升温速率将马弗炉的温度升至180℃，然后以2℃/min的升温速率升至350℃后恒温碳化10min，得到碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料。
96.(6)将制备的碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料制成锂离子电池进行电化学测试，常温800周循环厚度膨胀率小于10％。
97.实施例7
98.实施例7与实施例1的区别在于(2)中的温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至400r/min，在此条件下保持2h，(3)中的硫酸浓度为2.71m，温度为25℃以及反应时间10min，具体如下：
99.(1)取200g硼镁尾矿置于磨盘式破碎机中破碎3min，然后使用200目筛网在振动筛分机中筛分，将筛完后原料在110℃恒温干燥箱中干燥3h。
100.(2)称取100g干燥后的硼镁尾矿和24g镁粉置于2l硬质合金球磨罐中，加入1kg的玛瑙球磨介，研磨介质配比为1cm中球、2cm大球和5mm小球之比为5:3:2。在混合气体体积比ar(95％)/h2(5％)、通气速率10ml/min的还原性气氛下，以5℃/min的升温速率升至600℃之前转速为150r/min，温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至400r/min，在此条件下保持2h进行sio2的镁热还原反应,得到硅单质层和氧化镁层交替分布的粉体材料。
101.(3)取10g镁热还原后的粉体原料置于500ml的三颈烧瓶中，加入80ml 2.71m的硫酸，在温度为25℃、搅拌转速400r/min的条件下反应10min，然后抽滤并用蒸馏水洗涤3次。
102.(4)将洗涤后的酸活化层状多孔材料置于烧杯中，加入0.1mol/l的葡萄糖溶液200ml，在常温下以400r/min的搅拌速度对酸活化层状多孔材料进行60min浸泡处理，过滤后在恒温箱中在80℃下干燥4h。
103.(5)将葡萄糖溶液处理后的粉体物料放入马弗炉中，以20ml/min的速率向马弗炉中充入n2，在n2保护气氛下，以20℃/min的升温速率将马弗炉的温度升至180℃，然后以2℃/
min的升温速率升至350℃后恒温碳化5min，得到碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料。
104.(6)将制备的碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料制成锂离子电池进行电化学测试，常温800周循环厚度膨胀率小于10％。
105.实施例8
106.实施例8与实施例1的区别在于(2)中的温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至400r/min，在此条件下保持2h，(3)中的硫酸浓度为2.71m，温度为25℃以及反应时间10min，(5)中的恒温碳化为10min，具体如下：
107.(1)取200g硼镁尾矿置于磨盘式破碎机中破碎3min，然后使用200目筛网在振动筛分机中筛分，将筛完后原料在110℃恒温干燥箱中干燥3h。
108.(2)称取100g干燥后的硼镁尾矿和24g镁粉置于2l硬质合金球磨罐中，加入1kg的玛瑙球磨介，研磨介质配比为1cm中球、2cm大球和5mm小球之比为5:3:2。在混合气体体积比ar(95％)/h2(5％)、通气速率10ml/min的还原性气氛下，以5℃/min的升温速率升至600℃之前转速为150r/min，温度达到600℃后恒温保持并提高球磨机转速至400r/min，在此条件下保持2h进行sio2的镁热还原反应,得到硅单质层和氧化镁层交替分布的粉体材料。
109.(3)取10g镁热还原后的粉体原料置于500ml的三颈烧瓶中，加入80ml 2.71m的硫酸，在温度为25℃、搅拌转速400r/min的条件下反应10min，然后抽滤并用蒸馏水洗涤3次。
110.(4)将洗涤后的酸活化层状多孔材料置于烧杯中，加入0.1mol/l的葡萄糖溶液200ml，在常温下以400r/min的搅拌速度对酸活化层状多孔材料进行60min浸泡处理，过滤后在恒温箱中在80℃下干燥4h。
111.(5)将葡萄糖溶液处理后的粉体物料放入马弗炉中，以20ml/min的速率向马弗炉中充入n2，在n2保护气氛下，以20℃/min的升温速率将马弗炉的温度升至180℃，然后以2℃/min的升温速率升至350℃后恒温碳化10min，得到碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料。
112.(6)将制备的碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料制成锂离子电池进行电化学测试，常温800周循环厚度膨胀率小于10％。
113.对比实例：
114.将传统的硅基负极材料制备成锂离子电池进行电化学测试，常温循环300次时其负极片厚度膨胀率高达25％。
115.结论:本专利所述的制备碳包覆的si-mg-c复合结构的硅基层状多孔负极材料方法极大的减小了传统硅负极材料的厚度膨胀问题，而且降低了材料的制备成本，对硅负极材料产业化应用具有很大的现实意义。
116.需要说明的是，本方案中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本发明的保护范围。
117.以上内容是结合具体的可选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的
保护范围。