1.中空多孔的硅碳@木质素碳纳米球的制备方法,其特征在于包括:S1.制备季铵化木质素;
S2.利用季铵化木质素和由硅源不断水解生成的二氧化硅之间的静电作用经过水热反应结合形成木质素‑二氧化硅纳米球;
S3.木质素‑二氧化硅纳米球碳化,得到木质素多孔碳/二氧化硅纳米球;
S4.木质素多孔碳/二氧化硅纳米球进行镁热还原,得到硅碳@木质素碳纳米球前驱体;
S5.硅碳@木质素碳纳米球前驱体进行酸洗后得到形状规则、内部中空的球形硅碳@木质素碳纳米球。
2.根据权利要求1所述的中空多孔的硅碳@木质素碳纳米球的制备方法,其特征在于,步骤S2制备木质素‑二氧化硅纳米球的具体方法为:将季铵化木质素溶解在pH=2~5的乙醇‑水溶液中,并加入表面活性剂,之后加入硅源,反应得到木质素/硅源混合溶液,然后将混合溶液进行水热反应,提纯、干燥后获得木质素‑二氧化硅纳米球。
3.根据权利要求2所述的中空多孔的硅碳@木质素碳纳米球的制备方法,其特征在于,季铵化木质素与乙醇‑水溶液的质量体积比为3:(20~160),所述乙醇‑水溶液中乙醇、水的体积比为10:(5~100);
所述表面活性剂为溴化十六烷基三甲铵、聚乙二醇和/或十二烷基苯磺酸钠;
所述硅源分散至乙醇‑水溶液后,再以速率为0.1~0.5ml/min的速率滴加到季铵化木质素溶液中,搅拌反应1~4h得到木质素/硅源混合溶液,然后在120~200℃下进行2~24h的水热反应,所述乙醇‑水溶液中乙醇和水的体积比为100:(0~150);
季铵化木质素、硅源的重量比为100:20~100。
4.根据权利要求1所述的中空多孔的硅碳@木质素碳纳米球的制备方法,其特征在于,步骤S3木质素‑二氧化硅纳米球的碳化温度为650~850℃。
5.根据权利要求1所述的中空多孔的硅碳@木质素碳纳米球的制备方法,其特征在于,碳化过程在惰性气体条件下进行;
将木质素‑二氧化硅纳米球以5~15℃/min的速率升温到650~850℃,保温1~4h后,冷却至室温得到木质素多孔碳/二氧化硅纳米球。
6.根据权利要求1所述的中空多孔的硅碳@木质素碳纳米球的制备方法,其特征在于,步骤S4镁热还原的具体方法为:将木质素多孔碳/二氧化硅纳米球和镁粉按照质量比1:0.8~3的比例混合得到混合物,再将得混合物加热到650~850℃,镁热还原2~8h,得到硅碳@木质素碳纳米球前驱体。
7.根据权利要求6所述的中空多孔的硅碳@木质素碳纳米球的制备方法,其特征在于,镁热还原过程在氩氢混合气体条件下进行;
将木质素多孔碳/二氧化硅纳米球和镁粉混合物升温至200~400℃,再以2~10℃/min升温至650~850℃,保持2~6h,降温至室温,得到硅碳@木质素碳纳米球前驱体。
8.根据权利要求1所述的中空多孔的硅碳@木质素碳纳米球的制备方法,其特征在于,步骤S5采用浓度为0.1~2mol/L的盐酸溶液对硅碳@木质素碳纳米球前驱体进行酸洗,得到硅碳@木质素碳纳米球。
9.权利要求1‑8任意一项所述中空多孔的硅碳@木质素碳纳米球在制备锂离子电池中的应用。
10.根据权利要求9所述的中空多孔的硅碳@木质素碳纳米球的应用,其特征在于,用于制备锂离子电池负极片,具体制备方法为:将硅碳@木质素碳纳米球与导电碳黑、PVDF以质量比为8:(0.5~1.5):(0.5~1.5)的比例进行浆料制备,以铜箔为集流体,采用刮刀进行浆料涂抹,干燥后经对辊机辊压后得到极片。