一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料及制备方法技术

本发明专利技术公开一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料及制备方法，复合材料包括镍纳米颗粒、Si2Ni纳米物质及硅纳米线，镍纳米颗粒尺寸在10‑30nm，Si2Ni尺寸在20‑40nm，硅纳米线的直径为1‑500nm，长度为5‑200μm。复合材料中的硅纳米线是利用氧化物辅助合成得到的，是在没有金属催化剂的条件下，以硅及硅的氧化物作为原料，采用直接热蒸发的方法制得；再利用溶液化学还原法，氢氟酸刻蚀硅纳米线表面形成具有还原性的硅氢键，在190℃条件下与镍盐反应，得到镍纳米颗粒修饰的硅纳米线复合材料，其中还包含Si2Ni纳米物质在其表面生成。硅基材料在室温下非常稳定，通过氧化辅助还原法时所采用的载气流量、反应温度和时间来加以调控，且本发明专利技术工艺简单，重复性好。

A silicon nanowire composite modified by nickel nanoparticles and nickel silicon nanomaterials and preparation method

The invention discloses a nickel nanoparticles and nickel nano silicon material co modified silicon nanowires composite material and preparation method of composite material comprises nickel nano particles, Si2Ni nano material and silicon nanowires, nickel nano particle size in 10 30nm, Si2Ni in the 20 dimension 40nm, silicon nanowires with a diameter of 1 500nm, a length of 5 200 M. In the composite of silicon nanowires using oxide assisted synthesis of the metal catalyst is in no condition to silicon and silicon oxide as raw materials, using the method of direct evaporation system; the solution chemical reduction method, hydrofluoric acid etching of silicon nanowire surface with the reduction of silicon hydrogen bonding. Under the condition of 190 DEG C and nickel salt reaction, nickel nanoparticles modified silicon nanowires composite, which also contains the Si2Ni nano material on the surface. Silicon based materials are very stable at room temperature. They are regulated by carrier gas flow rate, reaction temperature and time during the process of oxidation assisted reduction, and the process is simple and reproducible.

【技术实现步骤摘要】
一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料及制备方法
本专利技术属于纳米复合材料领域，具体是一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料及制备方法。
技术介绍
近十年来，通过对新电极材料和新存储机理的开发研究，基于锂的可重复充电技术得到了飞跃发展，电池性能不断提高。得益于纳米技术的不断探索发现传统电池材料存在的许多重难点问题有望得到解决。对于地球上蕴含量非常丰富的硅材料，作为锂离子电池负极材料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。传统嵌入式电极材料在充放电过程中的体积变化较小。而对于新型的高容量电极材料而言，由于充放电过程中，大量的Li物质嵌入和脱嵌，发生巨大的体积变化。经过多次循环之后，活性颗粒和电极材料会开裂和破碎，影响电学传导，并造成容量降低，最终导致电池失效，大大缩短了电池的使用寿命。据报道，合金型负极材料的体积膨胀率中，Si为420％，Ge和Sn为260％，P为300％，而传统的石墨负极只有10％。而纳米材料一个天然优势就在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料，其特征在于，所述复合材料包括镍纳米颗粒、Si2Ni纳米物质及硅纳米线，所述镍纳米颗粒尺寸在10‑30nm，Si2Ni尺寸在20‑40nm，所述硅纳米线的直径为1‑500nm，长度为5‑200μm。

【技术特征摘要】
1.一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料，其特征在于，所述复合材料包括镍纳米颗粒、Si2Ni纳米物质及硅纳米线，所述镍纳米颗粒尺寸在10-30nm，Si2Ni尺寸在20-40nm，所述硅纳米线的直径为1-500nm，长度为5-200μm。2.一种权利要求1所述的镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在三氧化铝瓷舟中加入一氧化硅粉末，将装有一氧化硅粉末的三氧化铝瓷舟送入气氛保护的高温管式炉中，将高温管式炉密封并抽真空，然后连续通入氢气，加热升温至1000-1300℃保持6-10h，然后自然冷却至室温，得硅纳米线；(2)称取镍盐，加入溶剂，磁力搅拌至镍盐完全溶解，加入氢氧化钠溶液，持续搅拌4-10h直至混合物变成透明溶液；其中氢氧化钠浓度为0.2-1.0mol/L；(3)将步骤(1)得到的硅纳米线浸湿在氢氟酸溶液中5min后捞出，蒸馏水清洗干净后加入到步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱丽丽，王辉，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