废触体作为锂离子电池负极材料的应用

本发明涉及电池材料领域，具体地，本发明涉及甲基氯硅烷制备过程中产生的废触体作为锂离子电池负极材料的用途。所述废触体为硅基多孔复合材料，主要含有单质硅、碳、铜等组分，还包括微量锌、铁、铝和锡等金属元素。本发明通过采用对废触体进行酸洗、氧化、还原、热解、热处理等方法对废触体进行修饰改性，提高其电化学性能，得到可作为锂离子电池负极材料的硅基多孔复合材料。所述硅基多孔复合材料成本低，改性修饰方法简单，充放电容量高，循环性能好，适合用于锂离子电池负极材料，并且可将有机硅合成工业过程中产生的固体废触体高值化利用。

1.一种制备有机硅单体甲基氯硅烷过程中产生的多孔硅基复合废触体作为锂离子电池负极材料的用途；所述制备有机硅单体的工艺设备为流化床、固定床、搅拌床中的一种或者至少两种的组合，所述废触体的粒径为10nm～100μm。
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述废触体的粒径为50nm～80μm。
3.如权利要求2所述的用途，其特征在于，所述废触体的粒径为100nm～50μm。
4.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述废触体的孔径为2nm～10μm。
5.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述废触体的孔径为5nm～10μm。
6.如权利要求5所述的用途，其特征在于，所述废触体的孔径为5nm～5μm。
7.如权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述废触体包括多孔硅。
8.如权利要求7所述的用途，其特征在于，所述废触体还包括碳或/和铜。
9.如权利要求8所述的用途，其特征在于，所述废触体还包括锌、铁、铝、锡中的一种或者至少两种的混合物。
10.如权利要求9所述的用途，其特征在于，所述废触体按质量百分比包括：硅：10～95wt％、铜：5～50wt％、碳：5～50wt％。
11.如权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述废触体经过破碎和/或筛分处理。
12.如权利要求1-3之一所述的用途，其特征在于，将所述废触体进行如下处理：将废触体利用有机溶剂或/和水清洗，过滤后干燥，得到可以作为锂离子电池负极材料的硅/碳/铜多孔复合体。
13.如权利要求12所述的用途，其特征在于，所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、乙醚、甲醚、甲乙醚、苯、二甲苯、甲苯、乙苯、水、氯仿、丙酮、四氢呋喃中的一种或者至少两种的混合物。
14.如权利要求1-3之一所述的用途，其特征在于，将所述废触体进行如下处理：将废触体分别经酸和水洗，然后干燥，得到可以作为锂离子电池负极材料的硅/碳多孔复合体。
15.如权利要求14所述的用途，其特征在于，所述酸选自硝酸、硫酸、盐酸、磷酸、碳酸中的一种或者至少两种的混合物。
16.如权利要求1所述的用途，其特征在于，将所述废触体进行如下处理：将废触体煅烧后冷却至室温，得到可以作为锂离子电池负极材料的硅/氧化铜多孔复合体。
17.如权利要求1-3之一所述的用途，其特征在于，将所述废触体进行如下处理：将废触体在惰性气体保护下进行热处理，并在该惰性气体气氛下冷却至室温，得到可以作为锂离子电池负极材料的硅/石墨化碳/铜多孔复合体。
18.如权利要求1-3之一所述的用途，其特征在于，将所述废触体进行如下处理：将含碳源前躯体通过溶剂浸渍的方式负载到废触体的孔道内，干燥后在惰性气体气氛中加热炭化后冷却至室温，得到可以用作锂离子电池负极材料的硅/碳/铜/无定形碳多孔复合体负极材料。
19.如权利要求18所述的用途，其特征在于，所述碳源包括气相碳源、液相碳源和固相碳源。
20.如权利要求19所述的用途，其特征在于，所述气相碳源选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙炔、丙炔、丁炔、乙烯、丙烯、丁烯中的一种或者至少两种的混合物。
21.如权利要求19所述的用途，其特征在于，所述液相碳源选自苯、甲苯、二甲苯、乙苯中的一种或者至少两种的混合物。
22.如权利要求19所述的用途，其特征在于，所述固相碳源选自葡萄糖、蔗糖、果糖、淀粉、沥青、树脂、煤焦油、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、柠檬酸中的一种或至少两种的混合物。
23.如权利要求22所述的用途，其特征在于，所述固相碳源选自葡萄糖、蔗糖、果糖、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚乙烯醇、柠檬酸、酚醛树脂、环氧树脂中的一种或者至少两种的混合物。
24.如权利要求1-3之一所述的用途，其特征在于，将所述废触体进行如下处理：将废触体在惰性气体气氛下升温至500-1300℃，得到可以作为锂离子电池负极材料的硅/碳/铜/热解碳多孔复合体。
25.如权利要求1-3之一所述的用途，其特征在于，将所述废触体进行如下处理：将废触体与含有金属离子的水溶液混合，干燥后在惰性气体保护下升温至500-1300℃，生成碳纳米管或碳纳米纤维，得到可以作为负极材料的硅/碳/铜/碳纳米管或硅/碳/铜/碳纳米纤维多孔复合体。
26.如权利要求16所述的用途，其特征在于，将硅/氧化铜多孔复合体还原，得到可以作为锂离子电池负极材料的硅/铜多孔复合体。
27.如权利要求16或26所述的用途，其特征在于，将硅/铜多孔复合体或者硅/氧化铜多孔复合体分别经酸和水清洗，然后干燥，得到可以作为锂离子电池负极材料的多孔硅材料。