一种低成本纳米硅粉及硅碳材料的制备方法技术

本发明专利技术提出了一种低成本纳米硅粉及硅碳材料的制备方法，步骤如下：（1）将供氢溶剂、硅氧化物、还原剂、催化剂放置于高温高压反应釜中，排除反应釜中的氧气，高温高压反应釜恒温反应，得到反应产物；（2）将步骤（1）得到的反应产物移至索氏抽提器中，将索氏抽提器超声分散清洗，然后将索氏抽提器置于真空干燥箱中，制得纳米硅粉；（3）将制得的纳米硅粉与碳基体湿法研磨后干燥，在惰性气体或还原性气体中于580‑650℃下恒温煅烧5‑10h，制得硅碳材料。本发明专利技术采用价格低廉的硅氧化物作为硅源，通过高温高压下还原反应制得纳米硅粉，并与商业化的碳基体均匀混合制得硅碳材料，达到缓解或抑制材料在充放电过程中的体积膨胀效应。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本纳米硅粉及硅碳材料的制备方法
本专利技术属于材料制备领域，更具体地说，是涉及一种低成本纳米硅粉及硅碳材料的制备方法。
技术介绍
目前商品化的锂离子电池大量采用石墨类碳材料作为负极材料，但是由于石墨类碳材料存在较低的质量比容量360mAh/g左右和较差的高倍率充放电性能。针对目前国家提出更高的锂离子电池质量能量密度和体积能量密度，因此需要大力提高锂离子电池电极材料的比容量，以满足未来高容量长寿命储能电池和动力电池的需求。近年来，硅及金属合金类材料是研究得较多的新型高效储锂负极材料体系，其中硅与硅合金具有高质量比容量4200mAh/g和低成本的优势，特别是具有高体积比容量7200mAh/cm3，是碳材料体积比容量的10倍，因此现已成为国际上研究的主流负极材料之一。但目前所面临的问题是硅基负极材料在充放电中体积发生严重膨胀，达到原来的百分之三百，这就使得在充放电循环中因硅膨胀引起的胀力导致材料遭到粉化，在嵌锂过程中，硅颗粒发生严重膨胀造成硅颗粒本身之间发生碰撞挤压，与此相反，在逆过程脱锂的过程中硅颗粒会发生体积的收缩，这直接影响了硅颗粒与硅颗粒之间的相互接触，进而影响到电池容量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本纳米硅粉及硅碳材料的制备方法，其特征在于步骤如下：（1）将供氢溶剂、硅氧化物、还原剂、催化剂放置于高温高压反应釜中，将高温高压反应釜用惰性气体或还原性气体置换三次，排除反应釜中的氧气，将高温高压反应釜加热到180‑280℃，恒温反应5‑20小时，得到反应产物；（2）将步骤（1）得到的反应产物移至索氏抽提器中，将索氏抽提器依次置于稀盐酸‑纯水‑乙醇‑氢氟酸中超声分散清洗60 min，然后将索氏抽提器置于真空干燥箱中于100℃下真空干燥24小时，制得纳米硅粉；（3）将所述步骤（2）制得的纳米硅粉与碳基体湿法研磨后干燥，在惰性气体或还原性气体中于580‑650℃下恒温煅烧5‑10h，制得硅...

【技术特征摘要】
1.一种低成本纳米硅粉及硅碳材料的制备方法，其特征在于步骤如下：（1）将供氢溶剂、硅氧化物、还原剂、催化剂放置于高温高压反应釜中，将高温高压反应釜用惰性气体或还原性气体置换三次，排除反应釜中的氧气，将高温高压反应釜加热到180-280℃，恒温反应5-20小时，得到反应产物；（2）将步骤（1）得到的反应产物移至索氏抽提器中，将索氏抽提器依次置于稀盐酸-纯水-乙醇-氢氟酸中超声分散清洗60min，然后将索氏抽提器置于真空干燥箱中于100℃下真空干燥24小时，制得纳米硅粉；（3）将所述步骤（2）制得的纳米硅粉与碳基体湿法研磨后干燥，在惰性气体或还原性气体中于580-650℃下恒温煅烧5-10h，制得硅碳材料。2.根据权利要求1所述的低成本纳米硅粉及硅碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中供氢溶剂为四氢萘、十氢化萘、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙二醇中一种或几种。3.根据权利要求1所述的低成本纳米硅粉及硅碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中硅氧化物为二氧化硅、硅藻土、玻璃纤维、白炭黑中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的低成本纳米硅粉及硅碳材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈垒，姬秀娟，刘帅帅，黄运军，李玉磊，张书华，张幸杰，王飞，王迪，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：河南,41