一种生物法制备碳硅复合材料的方法技术

本发明专利技术提供了一种生物法制备碳硅复合材料的方法，将鸡饲料原料与含硅材料混合造粒，用含硅饲料喂养鸡群，含硅鸡饲料在鸡胗内通过消化过程得到充分混合，有机碳源化合物对含硅材料形成预包覆；不可消化的含硅材料微粉与未消化的有机碳源化合物以鸡粪便排出，收集含硅鸡粪，烘干，均质化处理；将均质化含硅鸡粪在惰性气氛下进行高温碳化处理，得到碳硅复合材料。本发明专利技术充分利用鸡胗这一生物搅拌器制备碳硅复合材料前驱体，可以解决鸡粪污染问题，提高鸡粪附加值。

【技术实现步骤摘要】
一种生物法制备碳硅复合材料的方法
本专利技术属于锂电池材料制备领域，尤其是涉及一种生物法制备碳硅复合材料的方法。
技术介绍
硅作为锂离子电池最有潜力的负极候选材料，由于在嵌锂过程中体积发生300%以上的膨胀,使得硅在锂离子电池中的应用受到了巨大的阻碍。为克服硅的体积效应，人们普遍采用硅基复合材料来提高硅负极材料的循环性能。一方面，纳米硅粉可以减小锂离子嵌入引起的硅颗粒的绝对体积变化，减小复合材料的内应力；另一方面，复合材料中的弱体积变化相可以缓冲或限制硅的体积变化。碳与硅相近似的化学性质，为两者的紧密结合提供了理论依据，所以碳常用作与硅复合的首选基质。硅通常与石墨、石墨烯、无定型碳和碳纳米管等不同的碳基质制备复合材料，在碳硅复合的体系中硅主要作为活性物质，提供容量；碳材料一般作为分散基质，限制硅颗粒的体积变化，并作为导电网络维持电极内部良好的电接触。其中，碳硅复合材料最常用的合成方法有：化学气相沉积法、溶胶凝胶法、高温热解法、机械球磨法和水热合成法。但化学气相沉积法在实际操作中工艺条件不易控制，产量少，大规模工业化困难；溶胶凝胶法采用碳凝胶较其他碳材料的循坏稳定性差；高温热解法产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、鸡饲料原料与含硅材料混合造粒，制成含硅鸡饲料；(2)、用含硅鸡饲料喂养鸡，收集含硅鸡粪，烘干，均质化处理得到制备碳硅复合材料的前驱体；(3)、将得到的碳硅复合材料前驱体在惰性气氛下进行高温碳化处理，得碳硅复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、鸡饲料原料与含硅材料混合造粒，制成含硅鸡饲料；(2)、用含硅鸡饲料喂养鸡，收集含硅鸡粪，烘干，均质化处理得到制备碳硅复合材料的前驱体；(3)、将得到的碳硅复合材料前驱体在惰性气氛下进行高温碳化处理，得碳硅复合材料。2.根据权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，在人工养殖的肉鸡或蛋鸡群中，利用鸡胗在鸡饲料消化过程中的混合作用，将含硅材料和有机碳源化合物充分混合。3.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，鸡饲料原料包括蛋白质原料、碳水化合物。4.如权利要求3所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，蛋白质原料包括大豆、豆饼、豆秙粉、玉米粉、高粱粉中的一个或多个以任意比例混合的饲料；碳水化合物包括大豆、豆饼、豆秙粉、玉米粉、高粱粉中的一个或多个以任意比例混合的饲料。5.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，含硅材料包括单质硅、含硅氧的材料及含碳化硅的材料中的一种或多种以任意比例混合的材料。6.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，造粒过程是将鸡饲料原料和含硅材料分别通过粉碎机粉碎至5~30微米级别的颗粒，然后将鸡饲料原料、含硅材料通过搅拌混料机充分混匀，含硅材料和鸡饲料原料的质量比为0.16~0.02：1，最后通过食品造粒机造粒，混合得到适合鸡进食的含硅鸡饲料。7.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，含硅鸡饲料组成的碳硅比是根据碳硅复合材料的目标容量确定的，碳/单质硅复合材料的容量计算公式为：Q=4200*x+372*(1-x)，碳/氧化硅复合材料的容量计算公式为：Q=1970*x+37...

【专利技术属性】
技术研发人员：张绍乙，张绍凡，闵凡奇，张道明，党国举，张全生，
申请(专利权)人：张绍乙，
类型：发明
国别省市：上海,31