(19)中华 人民共和国 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 202111477206.X (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 厦门理工学院 地址 361000 福建省厦门市集美区后溪镇 理工路600号 (72)发明人 姜春海　邹智敏　 (74)专利代理 机构 厦门市精诚新创知识产权代 理有限公司 3 5218 代理人 汪万龙 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/38(2006.01) H01M 4/50(2010.01) H01M 4/583(2010.01) H01M 4/62(2006.01)H01M 10/0525(2010.01) B82Y 30/00(2011.01) (54)发明名称 一种Si@Mn O@C复合材料及其制备方法、 负极 材料及电池 (57)摘要 本发明涉及一种Si@MnO@C复合材料及其制 备方法、 负极材料及电池， 所述材料制备方法包 括如下步骤： 1)将过硫酸铵和纳米硅粉超声分散 于溶剂中， 得到溶液A； 2)将所述溶液A与硫酸锰 混合， 加热反应， 然后冷却、 过滤、 洗涤和干燥， 得 到MnO2‑Si复合粉体； 3)采用原位聚合反应对 MnO2‑Si复合粉体进行酚醛树脂包覆处理； 4)在 惰性气体保护下对酚醛树脂包覆的MnO2‑Si复合 粉体进行热解， 得到所述材料。 将所述材料用于 锂离子电池， 表现出优异的比容量和倍率性能， 如， 在0.1A/g时的放电比容量达到1025mAh/g， 1A/g时放电比容量达到712mAh/g， 1A /g循环1000 次后比容量为697mA h/g， 显现了极佳的循环稳定 性。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114220956 A 2022.03.22 CN 114220956 A 1.一种Si@MnO@C复合材 料的制备 方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 1)将过硫酸铵和纳米硅粉 超声分散 于溶剂中， 得到溶 液A； 2)将所述溶液A与硫酸锰混合， 加热反应， 然后冷却、 过滤、 洗涤和干燥， 得到MnO2‑Si复 合粉体； 3)采用原位聚合反应对所述MnO2‑Si复合粉体进行酚醛树脂包覆处 理； 4)在惰性气体保护下对 酚醛树脂包覆的MnO2‑Si复合粉体进行热解， 得到所述Si@MnO @C 复合材料。 2.根据权利要求1所述Si@MnO@C复合材料的制 备方法， 其特征在于： 步骤1)中， 将过硫 酸铵配制0.5 ‑1.5mol/L的过硫酸铵水溶液， 再将所述纳米硅粉超声分散于所述过硫酸铵水 溶液中， 所述过硫酸铵水 溶液与纳米硅粉的加量比为： 10 0ml： 0.2～0.4g； 任选的， 所述纳米硅粉的尺寸 为20～60nm。 3.根据权利要求1所述Si@MnO@C复合材料的制 备方法， 其特征在于： 步骤2)中， 硫酸锰 与过硫酸铵的摩尔比为0.9 ～1.1； 任选的， 所述溶液A与硫酸锰混合， 密封后在60～90℃下对混合溶液持续搅拌6～12h， 然后冷却、 过 滤、 洗涤和干燥， 得到 MnO2‑Si复合粉体。 4.根据权利要求3所述Si@MnO@C复合材料的制备方法， 其特征在于： 步骤2)中所述密 封， 是指将所述溶液A与硫酸锰混合后， 密封后进行搅拌， 过硫酸铵与硫酸锰反应生成海胆 状MnO2微球的同时， 将悬浮在溶液中的纳米硅粒子捕 获， 嵌入海胆状MnO2微球的空隙内， 形 成MnO2‑Si复合粉体。 5.根据权利 要求1‑4中任一项所述Si@MnO@C复合材料的制备方法， 其特征在于： 步骤3) 中， 所述原位聚合反应的操作步骤 包括： i)将所述MnO2‑Si复合粉体分散 于无水乙醇和去离 子水的混合溶剂中， 得到悬 浊液； ii)向所述悬浊液中加入十六烷基三甲基溴化铵， 间苯二酚和甲醛， 搅拌溶解， 得到混 合溶液； iii)向所述混合溶液中加入氨水， 持续搅拌后过滤、 洗涤和干燥， 得到酚醛树脂包覆的 MnO2‑Si复合粉体。 6.根据权利要求5所述Si@MnO@C复合材料的制备方法， 其特征在于： 步骤 i)中MnO2‑Si复 合粉体与混合溶剂的加量比例为： 1g： 150 ‑250ml； 所述混合溶剂中无水乙醇与去离子水的 体积比为1:2 ‑3； 任选的， 步骤ii)中各物质的加量比例为0.6～2g十六烷基三甲基溴化铵： 0.16～32g间 苯二酚： 0.3‑0.6ml甲醛 溶液， 所述甲醛 溶液中甲醛的质量含量 为30‑50％； 任选的， 步骤iii)中氨水的质量浓度为20 ‑28％， 氨水的加量： 步骤i)中MnO2‑Si复合粉 体＝1～2ml： 1g。 7.根据权利 要求1‑4中任一项所述Si@MnO@C复合材料的制备方法， 其特征在于： 步骤4) 中热解温度为在600～800℃， 热解时间为2～5h， 将酚醛树脂转化为碳， 同时通过碳热还原 反应将MnO2转化成MnO， 从而得到Si@MnO@C复合材 料。 8.一种Si@MnO@C复合材料， 其特征在于： 所述Si@MnO@C复合材料由多个球形或者类球 形颗粒聚集形成， 所述球形或者类球形颗粒均为壳核 结构， 芯部为球形纳米硅， 所述球形纳 米硅的外表面包覆MnO层， 所述MnO层的外表面包裹碳层， 多个这种壳核结构的粒子组成微权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114220956 A 2米级的复合材 料。 9.一种负极材料， 包含权利要求8所述Si@MnO@C复合材料， 或者包含权利要求1 ‑7任一 项所述Si@MnO@C复合材 料的制备 方法制备 得到的Si@MnO@C复合材 料。 10.一种电池， 包括权利要求9所述负极材 料。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114220956 A 3