[发明专利]纳米硅存留在碳壳中的锂电池负极材料及制作方法和用途

摘要

一种纳米硅存留在碳壳中的锂电池负极材料及其制备方法与应用，本发明方法通过湿法高级氧化，一步即将有机物包裹的废弃的单质硅微粉氧化成为纳米硅镶嵌在氧化硅中的复合物，再通过碳化包覆碳层，腐蚀去除氧化硅等传统步骤，形成纳米硅存留在碳层中的抗膨胀结构，该方法消化了固废，减少了环境污染，并且极大的降低了可用于锂电池负极材料的纳米硅成本。

主权项

1.一种纳米硅存留在碳壳中的锂电池负极材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将硅片金刚线切割过程中的废溶液进行挤压过滤形成滤饼；将滤饼加入水中形成溶解液，溶解液中单质硅微粉的质量比在20％以下；步骤二、向溶液中投入氧化剂，氧化剂的加入量为使得溶液中单质硅微粉氧化增重50‑60％的量；并且进行搅拌；步骤三、向步骤二中的溶液加入活化剂，活化剂终浓度在0.25‑2.5g/L,并且进行搅拌；氧化开始发生，溶液由黑变成土黄色，一直进行到没有气体产生；步骤四、经步骤三处理后，进行离心分离得到硅微粉，水洗至中性，烘干脱水后即得纳米硅镶嵌在氧化硅中的复合结构；步骤五、将纳米硅镶嵌在氧化硅中的复合结构用溶解于酒精中的酚醛树脂进行液相包覆，并且进行喷雾干燥，700‑1000℃下惰性气体气氛下碳化，形成一个均匀碳层包覆在纳米硅镶嵌在氧化硅表面，得到碳化后粉末；酒精中酚醛树脂质量浓度为10‑30％；步骤七、用5‑15％浓度的氢氟酸将碳化后粉末进行腐蚀10‑20分钟，然后离心，洗涤至中性，干燥后，即为纳米硅存留于碳壳的锂电池负极材料。