一种硅碳复合材料的制备方法、所制备的硅碳复合材料及含有该硅碳复合材料的锂离子电池负极和电池

摘要

本发明提供一种硅碳复合材料的制备方法、所制备的硅碳复合材料及使用该材料制备的电池负极和锂离子电池。本发明的制备方法是直接将酚单体、醛单体和一氧化硅混合，在一定条件下进行聚合反应，得到酚醛树脂包覆一氧化硅的混合物，再经热处理和腐蚀过程得到核壳结构的硅碳复合材料。使用该方法制备工艺简单，且制备的硅碳复合材料具有比容量高、循环性能好的优点。

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)聚合物包覆SiO前驱体的合成：将酚单体和醛单体按摩尔比1∶1‑1∶5溶于溶剂中，加入催化剂酸或碱形成反应物溶液，酚单体占反应物溶液质量的1‑50wt％，再加入SiO粉末得混合物，所述混合物中SiO粉末与酚单体摩尔比为3∶1‑1∶1，上述混合物经充分分散后，在60‑100℃下反应1‑3h生成凝胶，继续在60‑120℃下反应8‑24h，所得多孔产物研磨后在80‑100℃下烘10‑24h得酚醛树脂聚合物包覆SiO前驱体；(2)热处理：在保护气氛下将步骤(1)所得酚醛树脂聚合物包覆SiO前驱体加热，加热速率为1‑20℃/min，并于650‑1000℃下恒温焙烧1‑10h，使酚醛树脂碳化成多孔碳层，同时高温下多孔碳层内SiO发生歧化反应生成纳米硅和二氧化硅混合物，得到多孔碳球包覆二氧化硅/纳米硅的复合材料；(3)腐蚀除二氧化硅：将步骤(2)所得多孔碳球包覆二氧化硅/纳米硅的复合材料与腐蚀液按质量比1∶10‑1∶1000混合，搅拌0.5‑100h，腐蚀液除去多孔碳球内的二氧化硅留下纳米硅，之后分离得多孔碳球包覆纳米硅结构的硅碳复合材料。