. 5nm。四探针法测试结果表明二氧化硅/碳多孔复合材料的电阻率为19. 74 Ω ?cm。
[0063] 实施例8
[0064] 将质量比为10%的助熔剂与分散剂混合成均匀的溶液：所述的助熔剂为CaCl2, 分析纯；分散剂为去离子水；在行星式搅拌机中进行。将质量比为54%的二氧化硅与上 述溶液混合成均匀的二氧化硅溶胶：所述的二氧化硅由气相法制备，粒径30±5nm，纯度 >99.5% ;在行星式搅拌机中进行。将质量比为36%的碳与上述二氧化硅溶胶混合均匀， 所述的碳为锂离子电池负极材料TB-17，D90为30. 0-45. 0 μ m ;在行星式搅拌机中进行。混 合后的浆料在烘箱中l〇〇°C干燥24h，粉碎为粉体。将该混合粉体在单轴加压下于模具内压 制成形。压坯在惰性保护气氛下进行烧结：所述的保护气氛为氩气；烧结温度为900°C ;保 温时间为lh，制备得到二氧化硅/碳多孔复合材料。
[0065] X-ray衍射测试结果表明，所得的晶体二氧化硅/碳多孔复合材料中二氧化硅为 晶态。冷场发射扫描电子显微镜（SEM)观察到三维网状结构二氧化硅包裹碳颗粒，两者间 形成良好的接触。压汞法测试结果表明二氧化硅/碳多孔复合材料孔隙率为59%，中位孔 径为869. 6nm。四探针法测试结果表明二氧化硅/碳多孔复合材料的电阻率为18. 70 Ω ?cm。 [0066] 实施例9
[0067] 将质量比为10%的助熔剂与分散剂混合成均匀的溶液：所述的助熔剂为CaF2, 分析纯；分散剂为去离子水；在行星式搅拌机中进行。将质量比为54%的二氧化硅与上 述溶液混合成均匀的二氧化硅溶胶：所述的二氧化硅由气相法制备，粒径30±5nm，纯度 >99. 5%;在行星式搅拌机中进行。将质量比为36%的碳与上述二氧化硅溶胶混合均匀，所 述的碳为锂离子电池负极材料918+AGP-8,两者的质量比为3 :7,在行星式搅拌机中进行。 混合后的浆料在烘箱中l〇〇°C干燥24h，粉碎为粉体。将该混合粉体在单轴加压下于模具内 压制成形。压坯在惰性保护气氛下进行烧结：所述的保护气氛为氩气；烧结温度为1450°C; 保温时间为3h，制备得到二氧化硅/碳多孔复合材料。
[0068] X-ray衍射测试结果表明，所得的晶体二氧化硅/碳多孔复合材料中二氧化硅 为晶态。冷场发射扫描电子显微镜（SEM)观察到三维网状结构二氧化硅包裹碳颗粒，两 者间形成良好的接触。压汞法测试结果表明二氧化硅/碳多孔复合材料孔隙率为61%， 中位孔径为1064. 5nm。四探针法测试结果表明二氧化硅/碳多孔复合材料的电阻率为 13. 90 Ω · cm〇
[0069] 实施例10
[0070] 将质量比为5 %的助熔剂与分散剂混合成均匀的溶液：所述的助熔剂为 NaCl+KCl，两者的质量比为5 :5,分析纯；分散剂为去离子水；在行星式搅拌机中进行。将 质量比为57%的二氧化硅与上述溶液混合成均匀的二氧化硅溶胶：所述的二氧化硅由气 相法制备，粒径30±5nm，纯度> 99. 5%，在行星式搅拌机中进行。将质量比为38%的碳与 上述二氧化硅溶胶混合均匀，所述的碳为锂离子电池负极材料TB-17+518,两者的质量比为 1 :9,在行星式搅拌机中进行。混合后的浆料在烘箱中KKTC干燥24h，粉碎为粉体。将该混 合粉体在单轴加压下于模具内压制成形。压坯在惰性保护气氛下进行烧结：所述的保护气 氛为氩气；烧结温度为1200°C ;保温时间为3h，制备得到二氧化硅/碳多孔复合材料。
[0071] X-ray衍射测试结果表明，所得的晶体二氧化硅/碳多孔复合材料中二氧化硅为 晶态。冷场发射扫描电子显微镜（SEM)观察到三维网状结构二氧化硅包裹碳颗粒，两者间 形成良好的接触。压汞法测试结果表明二氧化硅/碳多孔复合材料孔隙率为63%，中位孔 径为552. 2nm。四探针法测试结果表明二氧化硅/碳多孔复合材料的电阻率为50. 37 Ω ?cm。
【主权项】
1. 一种晶体二氧化硅/碳多孔复合材料，其特征在于：三维网状晶体二氧化硅均匀分 布在碳颗粒表面构成该晶体二氧化硅/碳多孔复合材料，其中的二氧化硅为四方晶体，属 于PAJj空间群，a = b = 4. 973, c = 6. 924 ;该晶体二氧化石圭/碳多孔复合材料的孔隙率 为40-80%，中位孔径为100-2000nm，电阻率为0. 10-80Q ^cm,该晶体二氧化硅/碳多孔复 合材料中二氧化硅的质量百分含量为30-90%，碳材料的质量百分含量为10-70%。2. 按照权利要求1所述的晶体二氧化硅/碳多孔复合材料，其特征在于：所述的晶体 二氧化硅是原料非晶二氧化硅颗粒在助熔剂的作用下得到的。3. 按照权利要求1所述的晶体二氧化硅/碳多孔复合材料，其特征在于：所述的碳颗 粒为高纯天然石墨、人造石墨以及其他无定型碳材料的至少一种。4. 按照权利要求1所述的晶体二氧化硅/碳多孔复合材料，其特征在于：所述的碳颗 粒呈球形状、类球形状、片状、线状、管状中的至少一种。5. -种权利要求1-4中任一项所述晶体二氧化硅/碳多孔复合材料的制备方法，其特 征在于：至少包含以下步骤： 第一步，混合：将二氧化硅颗粒、碳材料以及助熔剂混合均匀，制成粉末状混合物； 第二步，成型：将粉末状混合物成型制成多孔块体； 第三步，烧结：将所获得的多孔块体在惰性气氛中经高温热处理除去助熔剂后得到三 维网状晶体二氧化硅/碳多孔复合材料。6. 按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：第一步中所述的二氧化硅为非晶二 氧化硅。7. 按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：第一步中所述的二氧化硅颗粒为类 球形颗粒，粒径为IOnm至I ii m。8. 按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：第一步中所述的助熔剂为碱金属或 碱土金属的氯化物或氟化物中的一种或几种。9. 按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：第二步中所述的混合方法为磁力搅 拌、真空混炼或球磨。10. 按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：第三步中所述的高温热处理的温度 高于所选助熔剂的熔点。
【专利摘要】本发明公开了一种晶体二氧化硅/碳多孔复合材料及其制备方法。三维网状晶体二氧化硅均匀分布在碳颗粒表面构成该晶体二氧化硅/碳多孔复合材料，其中的二氧化硅为四方晶体，属于P41212空间群，a＝b＝4.973，c＝6.924；该晶体二氧化硅/碳多孔复合材料的孔隙率为40-80％，中位孔径为100-2000nm，电阻率为0.10-80Ω·cm，该晶体二氧化硅/碳多孔复合材料中二氧化硅的质量百分含量为30-90％，碳材料的质量百分含量为10-70％。其制备方法至少包含以下步骤：混合：将二氧化硅颗粒、碳材料以及助熔剂混合均匀，制成粉末状混合物；成型：将粉末状混合物成型制成多孔块体；烧结：将所获得的多孔块体在惰性气氛中经高温热处理除去助熔剂后得到三维网状晶体二氧化硅/碳多孔复合材料。
【IPC分类】C25B11/03, C25B1/00, C30B29/02, C25B11/04, C30B29/18
【公开号】CN105018956
【申请号】CN201410182981
【发明人】杨娟玉, 卢世刚, 康志君, 史碧梦, 王宁
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月30日