The invention discloses a biomass silicon matrix composite material and its preparation method, which comprises the following steps: calcining plant stalks at 300 1000 (?) C in air, then mixing the calcined products with magnesium powder and heat treating them in a tubular furnace in a protective gas and 500 1000 (?) C environment to obtain magnesium thermal reduction products; acid washing the magnesium thermal reduction products to remove them. After centrifugation, filtration and drying, the silicon-based products were obtained. The silicon-based products were evenly mixed with organic precursors and dried, then placed in protective gas and heat-treated at 800 1200 C to obtain biomass silicon-based composites. The invention obtains silicon material by calcining and magnesium thermal reduction from Equisetaceae plants. The silicon material has graded porous structure, small particle size, uniform particle size distribution, large specific surface area, and greatly improves the conductivity and cycle stability of silicon material.
【技术实现步骤摘要】
一种生物质硅基复合材料及其制备方法
本专利技术涉及硅材料
,具体涉及一种生物质硅基复合材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池由于具有比容量大、工作电压高、安全性好、环境污染小等优点,在各种便携式电子设备、电动汽车等方面有着广泛的应用前景。作为具有巨大应用潜力的负极材料的硅具有目前已知较高的理论嵌锂比容量和较低的嵌/脱锂电位,被认为是目前极具应用前景的锂离子电池负极材料之一。然而,硅有电子导电性差、在嵌/脱锂过程中体积效应较明显的缺点。为解决这一问题人们提出了很多方法,如改变硅的形态,制备硅纳米线、纳米管、纳米薄膜、空心球等来缓解它的体积效应。虽然这些方法制备的锂离子电池负极材料表现出了较好的性能,但是其制备成本较高制备工艺复杂。
技术实现思路
为解决以上现有难题,本专利技术公开了一种生物质硅基复合材料及其制备方法,制备成本低廉且制备工艺简洁。本专利技术公开了一种生物质硅基复合材料及其制备方法,包括如下步骤:步骤一:生物质硅的提取将植物茎秆在空气中300-1000℃温度中煅烧,然后将煅烧产物与镁粉混合后置于管式炉中在保护性气体和500-1000℃的环境中进行热处理,得到镁热还原产物;步骤二:还原产物的酸洗和除杂将镁热还原产物取出后进行酸洗,以除去其中的氧化镁等杂质,然后进行离心和过滤,将过滤出的固体干燥备用,得到硅基产物;步骤三:表面碳层的包覆将制得的硅基产物与有机物前驱体混合均匀后干燥,然后将干燥物置于保护性气体中,在800-1200℃的条件下进行热处理,得到生物质硅基复合材料。进一步的,步骤一中所述植物茎秆为木贼科植物的茎秆。进一步的,步骤一中所述植 ...
【技术保护点】
1.一种生物质硅基复合材料及其制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:生物质硅的提取将植物茎秆在空气中300‑1000℃温度中煅烧,然后将煅烧产物与镁粉混合后置于管式炉中在保护性气体和500‑1000℃的环境中进行热处理,得到镁热还原产物;步骤二:还原产物的酸洗和除杂将镁热还原产物取出后进行酸洗,以除去其中的氧化镁等杂质,然后进行离心和过滤,将过滤出的固体干燥备用,得到硅基产物;步骤三:表面碳层的包覆将制得的硅基产物与有机物前驱体混合均匀后干燥,然后将干燥物置于保护性气体中,在800‑1200℃的条件下进行热处理,得到生物质硅基复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种生物质硅基复合材料及其制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:生物质硅的提取将植物茎秆在空气中300-1000℃温度中煅烧,然后将煅烧产物与镁粉混合后置于管式炉中在保护性气体和500-1000℃的环境中进行热处理,得到镁热还原产物;步骤二:还原产物的酸洗和除杂将镁热还原产物取出后进行酸洗,以除去其中的氧化镁等杂质,然后进行离心和过滤,将过滤出的固体干燥备用,得到硅基产物;步骤三:表面碳层的包覆将制得的硅基产物与有机物前驱体混合均匀后干燥,然后将干燥物置于保护性气体中,在800-1200℃的条件下进行热处理,得到生物质硅基复合材料。2.根据权利要求1所述的一种生物质硅基复合材料及其制备方法,其特征在于,步骤一中所述植物茎秆为木贼科植物的茎秆。3.根据权利要求1所述的一种生物质硅基复合材料及其制备方法,其特征在于,步骤一中所述植物茎秆为马尾草、水问荆、草问荆或犬问荆的茎秆。4.根据权利要求1所述的一种生物质硅基复合材料及其制备方法,其特征在于,步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭玉忠,胡省辉,黄瑞安,王剑华,
申请(专利权)人:昆明理工大学,
类型:发明
国别省市:云南,53
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