一种具有弹性纳米结构的碳硅复合材料及其制备方法和应用与流程
技术特征：
1.一种具有弹性纳米结构的碳硅复合材料，其特征在于：所述碳硅复合材料具有第一弹性单元和第二弹性单元；
2.根据权利要求1所述的具有弹性纳米结构的碳硅复合材料，其特征在于：所述碳纳米薄层与所述功能化碳纳米管之间形成碳-碳化学键，将所述第一弹性单元约束在所述第二弹性单元的网络结构内；
3.根据权利要求1或2所述的具有弹性纳米结构的碳硅复合材料，其特征在于：所述第一弹性单元的制备方法包括将二氧化钛包覆在含硅颗粒表面，形成二氧化钛薄层；有机碳源包裹并黏附在所述二氧化钛薄层及功能化碳纳米管的表面，经热解，所述有机碳源在二氧化钛薄层表面形成碳纳米薄层，从而形成由内到外依次包裹在含硅颗粒表面的二氧化钛薄层-碳纳米薄层；
4.一种如权利要求1-3所述的具有弹性纳米结构的碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
5.根据权利要求4所述的具有弹性纳米结构的碳硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述热处理温度为400-800℃，所述热处理时间为5-120分钟；
6.根据权利要求5所述的具有弹性纳米结构的碳硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述有机碳源包括聚乙烯醇、葡萄糖、果糖、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖中的任一种或者两种以上的组合。
7.根据权利要求6所述的具有弹性纳米结构的碳硅复合材料的制备方法，其特征在于：s4中所述硅/二氧化钛包覆材料与所述功能化碳纳米管质量比为0.3-0.5∶1；
8.根据权利要求7所述的具有弹性纳米结构的碳硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管直径在30-50纳米；
9.根据权利要求8所述的具有弹性纳米结构的碳硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管与氧化剂按照质量比为10∶1混合；
10.如权利要求1-3任一项所述的具有弹性纳米结构的碳硅复合材料，或者采用如权利要求4-9任一项所述的制备方法制备的碳硅复合材料在锂离子电池负极方面的用途。
技术总结
本发明提供了一种具有弹性纳米结构的碳硅复合材料及其制备方法和应用。所述碳硅复合材料具有弹性单元，所述弹性单元为依次包裹在含硅颗粒表面上的二氧化钛薄层、碳纳米薄层和碳纳米管形成的连续网络结构；所述弹性单元将所述含硅颗粒的体积膨胀约束在所述弹性单元内部。制备方法包括将碳纳米管热处理后得到功能化碳纳米管，再将含硅颗粒与钛酸四正丁酯混合，高温退火，所得产物与功能化碳纳米管、有机碳源混合，最后在惰性气体高温热解。本发明提供的具有弹性纳米结构的碳硅复合材料能够将含硅颗粒电化学充放电过程的体积膨胀约束在弹性单元内部，不产生宏观的应变和应力积累，制备方法简单，设备要求低，易推广。
技术研发人员：周莉莎,周飞,何俊,张跃钢,刘倩,黄雪飞,徐文善,骆驰,吴昊然,林小杰
受保护的技术使用者：安徽盟维新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14
技术研发人员：周莉莎,周飞,何俊,张跃钢,刘倩,黄雪飞,徐文善,骆驰,吴昊然,林小杰
技术所有人：安徽盟维新能源科技有限公司
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