本发明涉及无机非金属材料技术领域，特别是涉及一种高比能多孔硅炭复合负极材料的制备方法。
背景技术：
近年来，新能源汽车已成为世界各国重点投资的领域，国内一系列优惠政策也极大地促进了新能源汽车的发展。但是，动力电池商业化锂离子电池中大多以石墨做负极，但石墨理论放电比容量仅为372mah/g，存在能量密度低、功率密度低或循环使用寿命不佳等缺陷。同时，在充放电循环过程中易形成稳定的固体电解质界面膜及石墨片层的体积膨胀和收缩现象容易导致严重的安全问题(journalofpowersources，2013，236：118-125)。
硅作为锂离子电池负极材料其理论容量高达4200mah/g，因而在长续航动力电池的研究开放方面得到了广泛关注，但是硅在充放电过程中会发生严重的体积收缩和膨胀现象，体积变化可高达300％，在材料内部产生的很大内应力导致材料结构破坏和脱落，降低了电极的导电性和循环稳定性。因此，大多数研究采用纳米硅粉(小于100纳米)和多孔硅，或将硅粉与碳材料复合制备纳米结构硅炭复合材料，工艺一般较复杂而不易实现产业化，导致成本居高不下。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明以市售微纳米硅粉为原料，采用以下技术方案制备多孔硅炭复合负极材料。
本发明所采用的技术方案是：
1)将硅粉分散于0.002～0.2摩尔/升碳酸盐水溶液中，快速搅拌下将得到的悬浮液缓慢加入到0.002～0.2摩尔/升钙盐水溶液中。继续搅拌0.5～10小时，过滤并用水和乙醇洗涤。
2)将上述步骤得到的固体分散到聚合物溶液中，继续搅拌0.5～5小时。
3)将上述步骤得到的固体干燥，在空气中200～350摄氏度预反应0～5小时，再在惰性气氛下600～1500摄氏度炭化1～10小时。依次用稀盐酸和水洗涤干净，烘干后得到多孔硅炭复合负极材料。
上述步骤所用碳酸盐为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或几种。
上述步骤所用钙盐为氯化钙、硝酸钙中的一种或两种。
上述步骤所用聚合物为沥青、聚丙烯腈、聚乙烯醇、多糖、聚烯烃、纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种。
上述步骤所用聚合物溶液中的溶剂为水、四氢呋喃、乙醇、甲醇、丙酮、二硫化碳、石油醚、四氯化碳、甲苯、二甲苯、笨、松香水、汽油、柴油中一种或几种。
上述步骤所用硅粉与聚合物的质量比为10∶1～1∶20。
附图说明
图1为实施例1产物的扫描电镜图。
图2为实施例2产物的扫描电镜图。
图3为实施例3产物的扫描电镜图。
图4为实施例3产物的x射线衍射图谱。
图5为实施例3产物的充放电循环性能图。
图6为实施例3产物的充放电倍率性能图。
具体实施方式
实施例1：
将0.1克硅粉分散于0.1升0.05摩尔/升碳酸钠水溶液中，快速搅拌下将得到的悬浮液缓慢加入到0.1升0.05摩尔/升氯化钙水溶液中。继续搅拌0.5小时。将上述步骤得到的固体依次用蒸馏水、乙醇洗涤干净，并分散到沥青的乙醇溶液中(硅粉与沥青的质量比为1∶1)，继续搅拌1小时。将上述步骤得到的固体干燥，在空气中280摄氏度预反应2小时，接着在惰性气氛下800摄氏度反应2小时。依次用稀盐酸和水洗涤干净，烘干后得到多孔硅炭复合负极材料，产物形貌如图1所示。
实施例2：
将0.05克硅粉超声分散于0.1升0.1摩尔/升碳酸钠水溶液中，快速搅拌下将得到的悬浮液缓慢加入到0.1升0.1摩尔/升氯化钙水溶液中。继续搅拌0.5小时。将上述步骤得到的固体依次用蒸馏水、乙醇洗涤干净，并分散到沥青的乙醇溶液中(硅粉与沥青的质量比为1∶2)，继续搅拌0.5小时。将上述步骤得到的固体干燥，在惰性气氛下700摄氏度反应2小时。依次用稀盐酸和水洗涤干净，烘干后得到多孔硅炭复合负极材料，产物形貌如图2所示。
实施例3：
将0.1克硅粉超声分散于0.1升0.1摩尔/升碳酸钠水溶液中，快速搅拌下将得到的悬浮液缓慢加入到0.1升0.1摩尔/升氯化钙水溶液中。继续搅拌1小时，过滤。将上述步骤得到的固体依次用蒸馏水、乙醇洗涤干净，并分散到沥青的四氢呋喃溶液中(硅粉与沥青的质量比为1∶1)，继续搅拌1小时。将上述步骤得到的固体干燥，在惰性气氛下800度反应2小时。依次用稀盐酸和水洗涤干净，烘干后得到多孔硅炭复合负极材料，产物形貌如图3所示，x射线粉末衍射图谱如4所示。
实施例4：材料的电化学性能测试
采用扣式电池系统在室温下测试材料的电化学性质，其中电解液为1.0mlipf6/ec+dmc(体积比为1∶1)，采用蓝电ct2001a型电池测试系统进行充放电测试，电压范围为0.005-3v。结果如图5和图6所示。