一种硅碳复合材料及其制备方法、含该材料的锂离子电池

摘要

本发明公开了一种硅碳复合材料及其制备方法、含该材料的锂离子电池。该方法包括：（1）用活泼性大于硅的金属将二氧化硅还原，得到多孔硅‑金属氧化物的复合物；（2）用酸将金属氧化物腐蚀掉，得到多孔硅；（3）使用碳源作原料在多孔硅表面包覆碳，得到硅碳复合材料。该硅碳复合材料中的硅通过金属热还原法制备，金属热还原法制备的多孔硅颗粒为微米级，几乎不发生团聚；且多孔硅颗粒内部的孔壁和孔径为纳米级，与无孔的微米级硅粉相比，缩短了锂离子在硅基体中扩散路径，有利于大电流充放电，其孔隙可以容纳硅嵌锂过程中的体积膨胀，延长材料的充放电循环寿命。再在多孔硅颗粒表面均匀包覆具有一定孔隙的碳层，增强了硅碳复合材料的导电能力。

主权项

一种硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)用活泼性大于硅的金属将二氧化硅还原，还原时加热到400℃～900℃，保温时间为2小时～24小时，得到多孔硅‑金属氧化物的复合物，其中，所述二氧化硅为石英砂，所述活泼性大于硅的金属的量为能将所述二氧化硅全部还原的理论用量的80％～95％；(2)用酸将所述多孔硅‑金属氧化物的复合物中的金属氧化物腐蚀掉，得到多孔硅，所述酸为醋酸、盐酸、硫酸中的一种或几种；(3)使用碳源作为原料在所述多孔硅的表面包覆碳，得到硅碳复合材料。