【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料领域，尤其涉及一种多孔硅碳复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、硅碳材料以其比容量高，材料来源广泛等优点而应用于高比能量密度锂离子电池中，但是由于硅碳材料的组成纳米硅自身膨胀大、造成其电池的循环性能变差。而降低硅碳材料的膨胀的措施主要有：材料纳米化，多孔化及其材料的多层包覆降低材料的膨胀，而制备多孔硅碳是一种最简单、有效的降低硅碳材料的措施，且对电池的快充、循环性能影响较小。比如专利cn113851627a公开了一种多孔硅碳负极材料及其制备方法，所述负极材料具有“硅碳复合物内核+孔隙+无定形碳包覆层”的结构，其制备过程为，将纳米硅原料与第一碳源进行球磨混合，热处理，得到第一前驱体；步骤2，将第一前驱体与第二碳源进行混合，热处理，得到第二前驱体；步骤3，将第二前驱体与第三碳源进行混合，热处理，得到多孔硅碳负极材料，但是由于纳米硅的尺寸并没有改变，造成其膨胀仍然较大，且多孔碳的结构会降低材料的首次效率。
2、因此，需要开发出在降低硅碳材料膨胀的同时，并兼顾材料的首次效率及其存储性能。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种多孔硅碳复合材料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种多孔硅碳复合材料，包括内核和外壳；所述内核为氯掺杂多孔硅，所述外壳为无定形碳。
4、进一步的，按照复合材料质量比100％计算，所述
5、根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种动力电池用硅碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤s1、将纳米硅、二氧化硅添加到氯硅烷溶液添加到有机溶剂中，喷雾干燥，之后通入氢氟酸蒸汽，水洗，得到多孔硅材料；
7、步骤s2、将所述多孔硅材料转移到管式炉中，之后通入卤素气体，加热对所述多孔硅材料表面进行改性；再次加热，并通入碳源气体，得到所述动力电池用硅碳复合材料。
8、进一步的，步骤s1中，所述纳米硅、二氧化硅、氯硅烷、有机溶剂的质量比为100：10-30：1-5：500-1000。
9、进一步的，步骤s1中，所述氯硅烷包括二甲基氯硅烷、丙烯基三氯硅烷、三异丙基氯硅烷、丙基三氯硅烷、环戊基三氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、苯基二氯硅烷、二乙基二氯硅烷中的任意一种或两种以上的组合。
10、进一步的，步骤s1中，所述有机溶剂包括苯、乙醚、甲苯、二甲苯、萘、苯乙烯中的任意一种或两种以上的组合。
11、进一步的，步骤s2中，通入卤素气体后加热到500-600℃，对所述多孔硅材料表面进行改性。
12、进一步的，所述卤素气体的气体流量为100-500ml/min，通入时间30-300min。
13、进一步的，步骤s2中，所述多孔硅材料表面进行改性后再次加热到700-1000℃。
14、进一步的，所述碳源气体的气体流量为100-500ml/min，通入时间为30-300min。
15、与现有技术相比，本专利技术的优点包括：
16、本专利技术实施例提供一种多孔硅碳复合材料及其制备方法，所述多孔硅碳复合材料通过将纳米硅、二氧化硅、氯硅烷制备出前驱体材料，并通过氢氟酸腐蚀二氧化硅，得到多孔纳米硅，且通过氯硅烷进行连接的二次颗粒状结构，降低膨胀及其提升材料的结构稳定性，制备出多孔硅材料；此外，由于多孔硅材料自身电子导电率差，进行卤原子掺杂提升材料的电子导电率并降低材料的表面缺陷，并在最外层包覆无定形碳，降低多孔硅内核材料的比表面积，提升首次效率，且外层沉积的无定形碳可以进一步缓冲内核纳米硅的膨胀，提升循环性能。
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1.一种多孔硅碳复合材料，其特征在于：包括内核和外壳；所述内核为氯掺杂多孔硅，所述外壳为无定形碳。
2.根据权利要求1所述的动力电池用硅碳复合材料，其特征在于：按照复合材料质量比100％计算，所述外壳占所述动力电池用硅碳复合材料的质量比为1-5wt％。
3.一种如权利要求1-2中任一项所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述纳米硅、二氧化硅、氯硅烷、有机溶剂的质量比为100：10-30：1-5：500-1000。
5.根据权利要求3所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述氯硅烷包括二甲基氯硅烷、丙烯基三氯硅烷、三异丙基氯硅烷、丙基三氯硅烷、环戊基三氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、苯基二氯硅烷、二乙基二氯硅烷中的任意一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求3所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述有机溶剂包括苯、乙醚、甲苯、二甲苯、萘、苯乙烯中的任意一种或两种以上的组合
7.根据权利要求3所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，通入卤素气体后加热到500-600℃，对所述多孔硅材料表面进行改性。
8.根据权利要求7所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述卤素气体的气体流量为100-500ml/min，通入时间30-300min。
9.根据权利要求3所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述多孔硅材料表面进行改性后再次加热到700-1000℃。
10.根据权利要求9所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳源气体的气体流量为100-500ml/min，通入时间为30-300min。
...【技术特征摘要】
1.一种多孔硅碳复合材料，其特征在于：包括内核和外壳；所述内核为氯掺杂多孔硅，所述外壳为无定形碳。
2.根据权利要求1所述的动力电池用硅碳复合材料，其特征在于：按照复合材料质量比100％计算，所述外壳占所述动力电池用硅碳复合材料的质量比为1-5wt％。
3.一种如权利要求1-2中任一项所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述纳米硅、二氧化硅、氯硅烷、有机溶剂的质量比为100：10-30：1-5：500-1000。
5.根据权利要求3所述动力电池用硅碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述氯硅烷包括二甲基氯硅烷、丙烯基三氯硅烷、三异丙基氯硅烷、丙基三氯硅烷、环戊基三氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、苯基二氯硅烷、二乙基二氯硅烷中的任意一种或两种以上的组合...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，吕波，路鹏飞，郭明，
申请(专利权)人：金昌鑫金源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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