1.一种硅碳复合负极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:(1)将纳米硅、石墨、有机溶剂和分散剂球磨混合,加入有机碳和有机模板剂继续球磨混合后喷雾干燥造粒,随后进行碳化,得到前驱体A,所述的前驱体A包括纳米硅、石墨、有机碳碳化后形成的无定型碳、有机模板剂碳化分解形成的无定型碳和金属氧化物;
(2)将步骤(1)的前驱体A进行酸纯化处理,烘干,得到前驱体B,通过酸纯化处理脱除金属氧化物;
(3)对步骤(2)的前驱体B与硅源进行化学气相沉积,形成纳米硅层,得到前驱体C;
(4)对步骤(3)的前驱体C与碳源进行化学气相沉积,形成碳包覆层,得到所述的硅碳复合负极材料;
步骤(1)中,所述的纳米硅的中值粒径D50为50nm~200nm;所述的有机模板剂选自有机酸镁、有机酸钙和有机酸锌中的至少一种;所述的纳米硅、石墨、有机模板剂、有机碳的质量比为(20 40):(30 45):(30 50):(10 20);
~ ~ ~ ~
步骤(3)中,所述的化学气相沉积的温度为700℃ 1000℃;
~
步骤(3)中,所述的纳米硅层的厚度为0.5μm 5.0μm;
~
步骤(4)中,所述的碳包覆层的厚度为3μm 10μm;
~
所述的硅碳复合负极材料中,纳米硅的质量百分含量为30 40%,石墨的质量百分含量~为40 50%,无定型碳的质量百分含量为15 30%。
~ ~
2.根据权利要求1的制备方法,其中,步骤(1)中,所述的分散剂选自氮甲基吡咯烷酮、聚乙烯亚胺和聚乙烯醇中的至少一种;
和/或,所述的有机碳选自沥青、环氧树脂、酚醛树脂和蔗糖中的至少一种;所述的有机溶剂选自无水乙醇、丙醇、丙酮、乙二醇和丁醇中的至少一种;
和/或,所述的有机模板剂选自柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、柠檬酸锌、乙酸镁、柠檬酸钙和乙酸钙中的至少一种;
和/或,步骤(1)中,所述的纳米硅、有机溶剂、分散剂的质量比为1:(5 15):(0.01~ ~
0.05);
和/或,步骤(1)中,所述的碳化是在惰性气氛中进行的,碳化的温度为600℃ 1000℃;
~
碳化时的升温速率为1℃/min 5℃/min;保温的时间为1h 4h。
~ ~
3.根据权利要求1的制备方法,其中,步骤(2)中,所述的酸纯化处理的方法为:将前驱体A浸泡在酸中0.5h 6h后,再依次进行清洗、脱水和烘干处理。
~
4.根据权利要求1的制备方法,其中,步骤(3)中,所述的硅源选自一氯硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯硅烷、一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷中的一种或者多种。
5.根据权利要求1‑4任一项的制备方法,其中,步骤(4)中,所述的碳源选自乙炔、乙烯、甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷中的一种或多种;
和/或,步骤(4)中,所述的化学气相沉积的温度为700℃ 1000℃。
~
6.一种由权利要求1‑5任一项所述方法制备得到的硅碳复合负极材料。
7.根据权利要求6所述的硅碳复合负极材料,其中,所述硅碳复合负极材料具有核壳结构,所述核为纳米硅、石墨和无定型碳形成的多孔结构,所述壳为纳米硅层和无定型碳层,其中所述纳米硅层包覆在核表面,所述无定型碳层包覆在纳米硅层表面。
8.根据权利要求6或7所述的硅碳复合负极材料,其中,所述的硅碳复合负极材料中,纳米硅的质量百分含量为30 40%,石墨的质量百分含量为40 50%,无定型碳的质量百分含量~ ~为15 30%。
~
9.权利要求6或7所述的硅碳复合负极材料在锂离子电池中的用途。