一种硅纳米线/硅碳基体复合材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种硅纳米线/硅碳基体复合材料，包括硅碳基体，和沉积在硅碳基体表面的硅纳米线。本发明专利技术还公开了上述硅纳米线/硅碳基体复合材料的制备方法，包括如下步骤：以沥青为前驱体对硅材料进行裂解碳包覆，再与碳材料进行复合得到硅碳基体；将硅纳米线沉积到硅碳基体表面得到硅纳米线/硅碳基体复合材料。本发明专利技术还公开了上述硅纳米线/硅碳基体复合材料在锂离子电池负极材料、燃料电池催化剂材料或超级电容器的电极材料的应用。本发明专利技术在保留硅纳米线较大比表面积和较大空隙率的优点同时，又充分发挥硅和碳的功能。

A silicon nanowire / silicon carbon matrix composite and its preparation and Application

The invention discloses a silicon nanowire / silicon carbon matrix composite, including a silicon carbon matrix, and a silicon nanowire deposited on the surface of the silicon carbon matrix. The present invention also discloses the preparation method of nanometer silicon nanowires / silicon carbon matrix composite material, which comprises the following steps: using asphalt as precursor of pyrolytic carbon on silicon coated, then carbon and carbon composite silicon substrate; silicon nanowires will be deposited onto a silicon substrate surface to carbon / silicon nanowires silicon carbon matrix composites. The invention also discloses the application of the silicon nanowire / silicon carbon matrix composite material to the lithium ion battery anode material, fuel cell catalyst material or supercapacitor electrode material. The invention has the advantages of retaining the larger specific surface area and the larger void ratio of the silicon nanowire, and fully exerts the function of silicon and carbon.

【技术实现步骤摘要】
一种硅纳米线/硅碳基体复合材料及其制备方法、应用
本专利技术涉及硅碳复合材料
，尤其涉及一种硅纳米线/硅碳基体复合材料及其制备方法、应用。
技术介绍
硅和碳这两种元素在宇宙中的蕴含量非常丰富，分别居第三位和第七位，因而将这两种材料商业化具有非常可观的背景，但是在实际应用中，例如作为锂离子电池负极材料时，虽然硅具有非常高的理论克容量(4200mAh/g)，但是硅的电导率低，并且循环时会产生巨大的体积变化，使得材料的循环性能非常差，这限制了硅材料在锂离子电池负极材料中的应用。与此相对的是，碳材料有非常好的锂离子嵌入和脱出的可逆性，但是它的理论可容量相对来说比较低(372mAh/g)，这不能满足日益发展的社会对高比能量电池的要求。硅纳米线具有较大的长径比，具有良好的场发射，电子导电性，广致发光特性，同时还具有量子效应，使得硅纳米线无论在基础研究领域，还是在应用邻域都得到广泛推广。由于目前合成的硅纳米线主要在硅集体上得到，这大大限制了硅纳米线的应用，并且单质硅基材成本较高，因而寻找新的硅碳基体复合材料来替代硅基体以制备硅纳米线以及硅纳米线复合材料，使得它除了在以上领域得到应用以外，还能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅纳米线/硅碳基体复合材料，其特征在于，包括硅碳基体，和沉积在硅碳基体表面的硅纳米线。

【技术特征摘要】
1.一种硅纳米线/硅碳基体复合材料，其特征在于，包括硅碳基体，和沉积在硅碳基体表面的硅纳米线。2.根据权利要求1所述硅纳米线/硅碳基体复合材料，其特征在于，硅碳基体中，碳颗粒平均粒径为1.0×102～1.0×105nm，硅颗粒平均粒径5～50nm。3.根据权利要求1或2所述硅纳米线/硅碳基体复合材料，其特征在于，硅纳米线的直径为1～500nm，长度为5～2.0×105nm。4.一种如权利要求1-3任一项所述硅纳米线/硅碳基体复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、以沥青为前驱体对硅材料进行裂解碳包覆，再与碳材料进行复合得到硅碳基体；S2、将硅纳米线沉积到硅碳基体表面得到硅纳米线/硅碳基体复合材料。5.根据权利要求4所述硅纳米线/硅碳基体复合材料的制备方法，其特征在于，S1中，将硅材料和碳材料加入沥青的三氯乙烯溶液中混合，通入氩气，球磨，干燥得到硅碳基体；优选地，S1中，硅材料、碳材料和沥青的重量比为1～2：2.5～3：2～2.8。6.根据权利要求4或5所述硅纳米线/硅碳基体复合材料的制备方法，其特征在于，S1中，碳材料为磷片...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱丽丽，樊少娟，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34