(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211371341.0 (22)申请日 2022.11.03 (71)申请人 湖北亿纬动力有限公司 地址 448000 湖北省荆门市荆门高新区掇 刀区荆南大道68号 (72)发明人 屈红娇　丁静　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 专利代理师 刘二艳 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/48(2010.01) H01M 4/583(2010.01) H01M 4/13(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种碳硅复合负极材料及其制备方法和应 用 (57)摘要 本发明提供了一种碳硅复合负极材料及其 制备方法和应用， 所述制备方法包括以下步骤： (1)将生物质原料与碱液混合， 加热处理后经过 滤处理得到含碳滤液， 将所述含碳滤液与锌源混 合， 加热搅拌后经煅烧得到一烧材料； (2)将一烧 材料与酸溶液混合， 经抽滤干燥处理得到层片状 碳材料； (3)将层片状碳材料、 表面活性剂与溶剂 混合， 加入氨水和乙醇记为溶液A， 将硅源与有机 溶剂混合， 记为溶液B， 将溶液A、 B混合， 将得到的 固体与无机盐和活性金属粉末混合研磨， 经煅烧 得到所述碳硅复合负极材料， 锌源在碳热解的过 程中使碳形成多孔的层状结构， 为硅酸四乙酯水 解生成的硅氧化物附着提供更多的形成位点， 有 利于二者紧密结合。 权利要求书2页 说明书6页 CN 115498172 A 2022.12.20 CN 115498172 A 1.一种碳硅复合负极材 料的制备 方法， 其特 征在于， 所述制备 方法包括以下步骤： (1)将生物质原料与碱液混合， 加热处理后经过滤处理得到含碳滤液， 将所述含碳滤液 与锌源混合， 加热搅拌后经一 步煅烧得到一烧材 料； (2)将步骤(1)得到的一烧材 料与酸溶 液混合， 经抽滤干燥处 理得到层片状碳材 料； (3)将步骤(2)得到的层片状碳材料、 表面活性剂与溶剂混合， 加入氨水和乙醇的混合 溶液记为溶液A， 将硅酸四乙酯与有机溶剂混合， 记为溶液B， 将溶液A与溶液B混合， 固液分 离后， 将得到的固体与无机盐和活性金属粉末混合研磨， 经二步煅烧处理得到所述碳硅复 合负极材 料。 2.如权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(1)所述生物质原料包括玉米秸秆、 麦秸秆或稻杆中的任意 一种或至少两种的组合； 优选地， 所述碱液包括氢 氧化钾溶 液和/或氢 氧化钠溶 液； 优选地， 所述加热处 理的温度为15 0～180℃； 优选地， 所述加热处 理的时间为8～12h； 优选地， 所述锌源 包括硝酸锌和/或醋酸锌； 优选地， 所述含碳滤 液中碳料与锌源的质量比为1:(0.5～1)。 3.如权利 要求1或2所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(1)所述加热搅拌的温度为70～ 90℃； 优选地， 所述加热搅拌的时间为10～15 h； 优选地， 所述 一步煅烧的气氛包括氩气和/或氮气； 优选地， 所述 一步煅烧的温度为70 0～750℃； 优选地， 所述 一步煅烧的时间为1～3 h。 4.如权利要求1 ‑3任一项所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(2)所述酸溶液包括氢氟 酸、 硝酸、 硫酸或盐酸中的任意 一种或至少两种的组合； 优选地， 所述抽滤干燥包括用去离子水抽滤2～4次， 再用无水乙醇抽滤1～2次后进行 干燥； 优选地， 所述干燥的温度为70～ 90℃； 优选地， 所述干燥的时间为5～10 h。 5.如权利要求1 ‑4任一项所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(3)所述层片状碳材料与 表面活性剂的质量比为(3～6):1； 优选地， 所述有机溶剂包括乙醇。 6.如权利要求1 ‑5任一项所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(3)所述将溶液A与溶液B 混合包括将A溶 液注入B溶 液中， 在5 00～800rpm下搅拌2 ～4h； 优选地， 所述固液分离后进行 水洗和烘干处 理； 优选地， 所述烘干的温度为70～ 90℃； 优选地， 所述烘干的时间为10～15 h。 7.如权利要求1 ‑5任一项所述的制备 方法， 其特 征在于， 步骤(3)所述无机盐包括 NaCl； 优选地， 所述活性金属粉末包括镁 粉； 优选地， 所述固体、 无机盐和活性金属粉末的质量比为(1.2 ～2):(10～15):1； 优选地， 所述 二步煅烧处 理的气氛包括氢气和氩气；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115498172 A 2优选地， 所述 二步煅烧处 理的温度为6 00～800℃； 优选地， 所述 二步煅烧处 理后进行酸洗、 水洗和真空干燥； 优选地， 所述 酸洗的洗涤剂包括盐酸； 优选地， 所述真空干燥的温度为5 0～70℃； 优选地， 所述真空干燥的时间为8～12h 。 8.一种碳硅复合负极材料， 其特征在于， 所述碳硅复合负极材料通过如权利要求1 ‑7任 一项所述方法制得， 所述碳硅复合负极材料包括层片状碳基体和负载在所述层片状碳载体 表面的硅氧化物。 9.一种负极 极片， 其特 征在于， 所述负极 极片包含如权利要求8的碳硅复合负极材 料。 10.一种锂离 子电池， 其特 征在于， 所述锂离 子电池包含如权利要求9所述的负极 极片。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115498172 A 3