[00138090]一种硅纳米材料的制备方法及应用

【摘要】本发明提供了一种硅纳米材料的制备方法及其应用,该制备方法包括将硅源、还原剂与熔盐混合,在密闭的条件下加热进行反应,得到硅纳米材料;所述还原剂为金属,与现有技术相比,本发明在熔盐体系中还原硅源,所用原料便宜,熔盐使反应温度降低,且无需加入有机溶剂,使制备流程简单环保。 由于硅纳米材料具有高的理论容量（~4200 mAh/g）和低的放电电位（＜0.5 V,Li/Li+）,被认为是池代替可充放电锂电离子电传统负极最好的材料。基于硅纳米材料在功能电子设备上的重要应用,其制备引起了广泛的关注。 为了合成能应用于锂电池负极材料的纳米硅材料,大量的合成方法得到了发展。 通过化学气相沉积法,在压力为3 Torr的反应器内400℃热解SiH4/H2（50%）和PH3/H2（100 ppm）的混合气,并在多孔氧化铝为模板的辅助下制备硅纳米线,该纳米线展示了长的循环寿命（1100圈充放循环后容量为1029 mAh/g）和高的倍率性能（10个倍率下容量为~956 mAh/g）（Cho J H, Picraux S T. Nano letters, 13: 5740-5747（2013））,这种技术制备的硅纳米材料性能较好,但成本昂贵。 本发明提供了一种硅纳米材料的制备方法,包括： 将硅源、还原剂与熔盐混合,在密闭的条件下加热进行反应,得到硅纳米材料;所述还原剂为金属。 优选的,所述硅源选自硅氧化合物、硅酸盐、含硅矿物与生物质中的一种或多种。 优选的,所述还原剂选自金属钾、金属钙、金属钠、金属镁、金属铝以及上述金属的合金中的一种或多种。 优选的,所述熔盐选自氯化铝、氯化锌、氯化镁、氯化钠与氯化锂中的一种或多种。 优选的,所述硅源、还原剂与熔盐的摩尔比为1：（1.5~5）：（1~15）。 优选的,所述反应的温度为200℃~600℃。 优选的,所述反应的时间为30分钟~3天。 优选的,所述反应在高压釜中进行。 优选的,还包括： 反应后,依次经水洗、酸洗、氢氟酸浸泡、过滤、干燥后,得到硅纳米材料。 本发明还提供了硅纳米材料在锂离子电池负极材料中的应用。 本发明提供了一种硅纳米材料的制备方法及其应用,该制备方法包括将硅源、还原剂与熔盐混合,在密闭的条件下加热进行反应,得到硅纳米材料;所述还原剂为金属,与现有技术相比,本发明在熔盐体系中还原硅源,所用原料便宜,熔盐使反应温度降低,且无需加入有机溶剂,使制备流程简单环保。