CN105655569A - 一种超细纳米级硅粉的制备方法 - Google Patents

一种超细纳米级硅粉的制备方法 Download PDF

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CN105655569A CN201610204594.7A CN201610204594A CN105655569A CN 105655569 A CN105655569 A CN 105655569A CN 201610204594 A CN201610204594 A CN 201610204594A CN 105655569 A CN105655569 A CN 105655569A
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范珂铭
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Abstract

本发明公开了一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：S1.一次研磨；S2.二次研磨；S3.干燥；S4.打散。本发明提供的一种超细纳米硅的制备方法，是一种全新工艺体系，本发明在制备超细纳米硅粉时加入了辅料，更容易实现小粒度硅粉的制备，容易规模化生产50nm以下的纳米硅材料，并且工艺不会影响材料本身的性能和球磨珠的性能等优点，可用作涂料领域、锂离子电池、锂离子电容器、锂硫电池、全固态电池及太阳能电池领域的关键材料或关键材料的前驱体，本发明方法操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。

Description

一种超细纳米级硅粉的制备方法
技术领域
本发明涉及电池材料领域，具体涉及一种超细纳米级硅粉的制备方法。
背景技术
目前，锂离子电池常用的负极材料有碳负极材料(包括石墨，软碳和硬碳)和钛酸锂，但是它们的克容量提升空间都非常有限，不利于高能量密度锂离子电池的设计和开发。随着业界对高能量密度锂离子电池的迫切需求，开发和生产高容量和高稳定性的锂离子电池负极材料，已迫在眉睫。
在目前研究的锂离子电池负极材料体系中，金属合金材料如Si、Sn、Al等由于其可以与Li形成多锂合金而具有比传统石墨负极材料高得多的理论比容量，同时，金属合金类材料的脱嵌锂电位比较高，在快速充放电过程中不会产生锂枝晶，因此，这类合金材料具有优异的安全性能，是下一代锂离子电池负极材料的理想选择。其中，这类合金材料中的硅基材料，因其具有最高的理论嵌锂容量4200mAh/g，嵌锂电位为0.2V(vs.Li/Li+)，安全性能好，储量丰富，性价比高，近年来得到了学术界和工业界的广泛关注和研究。然而硅基材料面临的主要挑战是其在脱嵌锂的过程中表现出巨大的体积变化(300％)，这会导致硅颗粒的破碎、粉化、与电极材料失去电接触，因此，硅基材料的循环稳定性能较差。同时，由于硅是一种半导体材料，其电子电导率和离子电导率都相对较低，不能满足高倍率充放电的要求。
解决硅基类材料的循环稳定性能差的难题主要是通过减小颗粒尺寸，掺杂及包覆来实现。通过制备纳米尺度的硅材料可以降低硅本身的体积效应，缩短锂离子的传输途径，提高电化学反应速率，从而改善硅基材料的循环稳定性能。
目前，市面上制备小尺寸纳米硅材料尤其是50nm以下的超细纳米硅材料，其制备成本高，价格昂贵，不利于碳硅复合材料的产业化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种超细纳米级硅粉的制备方法，该方法操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为50～200nm，得一次研磨粉；所述溶剂为酒精、无水乙醇、甘油、聚乙烯吡咯烷酮、丙酮、环己烷、丁酮、丁醇或苯类中的一种或多种的组合；所述粗硅粉的粒度为1～50μm；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为10～50nm，得二次研磨粉；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得超细纳米级硅粉。
进一步地，所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:1～50。
进一步地，所述辅料为氧化钛、氧化锆或氧化铝中的一种或多种的组合，且辅料的颗粒粒径为20～500nm。
进一步地，所述粗硅粉和辅料的重量比为100:1～30。
进一步地，步骤S1和S2所述分散的时间为0.5～2h，所述球磨的温度为-50～60℃，球磨时间为0.5～20h。
进一步地，步骤S3中所述干燥为在惰性气氛下干燥或真空干燥，干燥的温度为室温～50℃。
本发明具有以下优点：本发明提供的一种超细纳米硅的制备方法，是一种全新工艺体系，本发明在制备超细纳米硅粉时加入了辅料，更容易实现小粒度硅粉的制备，容易规模化生产50nm以下的纳米硅材料，并且工艺不会影响材料本身的性能和球磨珠的性能等优点，可用作涂料领域、锂离子电池、锂离子电容器、锂硫电池、全固态电池及太阳能电池领域的关键材料或关键材料的前驱体，本发明方法操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为50nm，得一次研磨粉；所述溶剂为无水乙醇和甘油的组合，且体积比为1:2；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:1；所述粗硅粉的粒度为1μm；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为10nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化钛和氧化锆的组合，且重量比为1:1，且辅料的颗粒粒径为20nm；所述粗硅粉和辅料的重量比为100:1；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，所述干燥为在惰性气氛下干燥或真空干燥，干燥的温度为室温；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得超细纳米级硅粉。
其中，步骤S1和S2所述分散的时间为0.5h，所述球磨的温度为-50℃，球磨时间为0.5h。
实施例2：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为80nm，得一次研磨粉；所述溶剂为酒甘油、聚乙烯吡咯烷酮和丙酮的组合，且体积比为1:1:1；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:14；所述粗硅粉的粒度为8μm；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为45nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化钛、氧化锆和氧化铝的组合，且重量比为3:2:1，且辅料的颗粒粒径为80nm；所述粗硅粉和辅料的重量比为100:28；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，所述干燥为在惰性气氛下干燥或真空干燥，干燥的温度为20℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得超细纳米级硅粉。
其中，步骤S1和S2所述分散的时间为1.5h，所述球磨的温度为-30℃，球磨时间为1h。
实施例3：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为94nm，得一次研磨粉；所述溶剂为丙酮、环己烷、丁酮和丁醇以任意比例的混合；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:20；所述粗硅粉的粒度为15μm；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为38nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化钛，且辅料的颗粒粒径为145nm；所述粗硅粉和辅料的重量比为100:24；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，所述干燥为在惰性气氛下干燥或真空干燥，干燥的温度为28℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得超细纳米级硅粉。
其中，步骤S1和S2所述分散的时间为1h，所述球磨的温度为-50～60℃，球磨时间为6.5h。
实施例4：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂为无水乙醇、甘油、聚乙烯吡咯烷酮、丁酮和丁醇以任意比例的的组合；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:28；所述粗硅粉的粒度为24μm；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为30nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化锆，且辅料的颗粒粒径为260nm；所述粗硅粉和辅料的重量比为100:20；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，所述干燥为在惰性气氛下干燥或真空干燥，干燥的温度为34℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得超细纳米级硅粉。
其中，步骤S1和S2所述分散的时间为0.5h，所述球磨的温度为-10℃，球磨时间为15h。
实施例5：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为112nm，得一次研磨粉；所述溶剂为聚乙烯吡咯烷酮、丙酮、环己烷、丁酮、丁醇和甲苯任意比例的混合；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:34；所述粗硅粉的粒度为28μm；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为23nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化铝中，且辅料的颗粒粒径为380nm；所述粗硅粉和辅料的重量比为100:16；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，所述干燥为在惰性气氛下干燥或真空干燥，干燥的温度为40℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得超细纳米级硅粉。
其中，步骤S1和S2所述分散的时间为2h，所述球磨的温度为10℃，球磨时间为3h。
实施例6：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为140nm，得一次研磨粉；所述溶剂为酒精、甘油、聚乙烯吡咯烷酮、丙酮、环己烷、丁酮或乙苯以任意比例的组合；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:38；所述粗硅粉的粒度为35μm；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为18nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化钛和氧化锆的组合，且重量比为2:3，且辅料的颗粒粒径为420nm；所述粗硅粉和辅料的重量比为100:12；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，所述干燥为在惰性气氛下干燥或真空干燥，干燥的温度为43℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得超细纳米级硅粉。
其中，步骤S1和S2所述分散的时间为1.5h，所述球磨的温度为25℃，球磨时间为5h。
实施例7：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为175nm，得一次研磨粉；所述溶剂为酒精、甘油、聚乙烯吡咯烷酮、丙酮、环己烷、丁酮、丁醇和甲苯以任意比例的组合；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:45；所述粗硅粉的粒度为45μm；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为14nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化钛，且辅料的颗粒粒径为485nm；所述粗硅粉和辅料的重量比为100:8；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，所述干燥为在惰性气氛下干燥或真空干燥，干燥的温度为48℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得超细纳米级硅粉。
其中，步骤S1和S2所述分散的时间为1h，所述球磨的温度为45℃，球磨时间为14h。
实施例8：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为200nm，得一次研磨粉；所述溶剂为酒精、无水乙醇、甘油、聚乙烯吡咯烷酮、丙酮、环己烷、丁酮、丁醇和苯酚以任意比例的组合；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:50；所述粗硅粉的粒度为50μm；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为50nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化铝，且辅料的颗粒粒径为20～500nm；所述粗硅粉和辅料的重量比为100:30；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，所述干燥为在惰性气氛下干燥或真空干燥，干燥的温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得超细纳米级硅粉。
其中，步骤S1和S2所述分散的时间为2h，所述球磨的温度为60℃，球磨时间为20h。
实施例9：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:1，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为45nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化钛，且辅料的颗粒粒径为20nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得45nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例10：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:5，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为38nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化钛，且辅料的颗粒粒径为20nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为60℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得38nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例11：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:10，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为30nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化钛，且辅料的颗粒粒径为20nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得30nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例12：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:20，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为21nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化钛，且辅料的颗粒粒径为20nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得21nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例13：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:30，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为26nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化钛，且辅料的颗粒粒径为20nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得26nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例14：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:1，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为55nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化锆，且辅料的颗粒粒径为50nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得55nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例15：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:5，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为52nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化锆，且辅料的颗粒粒径为50nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为60℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得52nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例16：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:10，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为45nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化锆，且辅料的颗粒粒径为50nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得45nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例17：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:20，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为38nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化锆，且辅料的颗粒粒径为50nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得38nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例18：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:30，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为42nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化锆，且辅料的颗粒粒径为50nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得42nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例19：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:1，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为58nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化铝，且辅料的颗粒粒径为100nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得58nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例20：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:5，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为56nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化铝，且辅料的颗粒粒径为100nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为60℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得56nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例21：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:10，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为52nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化铝，且辅料的颗粒粒径为100nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得52nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例22：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:20，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为48nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化铝，且辅料的颗粒粒径为100nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得48nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
实施例23：一种超细纳米级硅粉的制备方法，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，粗硅粉和辅料的重量比为100:30，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为45nm，得二次研磨粉；所述辅料为氧化铝，且辅料的颗粒粒径为100nm；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得45nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
对比例
本对比例用于说明的未加入辅料制备的纳米硅材料，所述方法包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入颗粒粒径为5μm粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为100nm，得一次研磨粉；所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:15，所述溶剂为酒精；分散的时间为2h，所述球磨的温度为50℃，球磨时间为20h；
S2.二次研磨：继续将S1中的浆料继续研磨，球磨时间，球磨温度同S1；
S3.干燥：将上述所得的研磨粉干燥至含水量小于1000ppm，在惰性气氛下干燥，干燥温度为50℃；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得60nm的超细纳米级硅粉，具体见表1。
表1：实施例和对比例数据汇总

Claims (6)

1.一种超细纳米级硅粉的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
S1.一次研磨：在球磨机中加入粗硅粉和溶剂，均匀分散后，将粗硅粉球磨至颗粒粒径为50～200nm，得一次研磨粉；所述溶剂为酒精、无水乙醇、甘油、聚乙烯吡咯烷酮、丙酮、环己烷、丁酮、丁醇或苯类中的一种或多种的组合；所述粗硅粉的粒度为1～50μm；
S2.二次研磨：一次研磨料中加入辅料，在球磨机中继续分散，将一次研磨料球磨至颗粒粒径为10～50nm，得二次研磨粉；
S3.干燥：将所得的二次研磨粉干燥至含水量小于1000ppm；
S4.打散：将干燥后的研磨粉打散，即获得超细纳米级硅粉。
2.如权利要求1所述的一种超细纳米级硅粉的制备方法，其特征在于，所述溶剂和粗硅粉的重量比为100:1～50。
3.如权利要求1所述的一种超细纳米级硅粉的制备方法，其特征在于，所述辅料为氧化钛、氧化锆或氧化铝中的一种或多种的组合，且辅料的颗粒粒径为20～500nm。
4.如权利要求1或3所述的一种超细纳米级硅粉的制备方法，其特征在于，所述粗硅粉和辅料的重量比为100:1～30。
5.如权利要求1所述的一种超细纳米级硅粉的制备方法，其特征在于，步骤S1和S2所述分散的时间为0.5～2h，所述球磨的温度为-50～60℃，球磨时间为0.5～20h。
6.如权利要求1所述的一种超细纳米级硅粉的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述干燥为在惰性气氛下干燥或真空干燥，干燥的温度为室温～50℃。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108269967A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 天津普兰能源科技有限公司 一种锂离子电池石墨烯/硅复合材料的制备方法
CN108736006A (zh) * 2018-07-26 2018-11-02 福州大学 一种制备硅-碳复合材料的方法
CN109860548A (zh) * 2019-01-17 2019-06-07 长沙矿冶研究院有限责任公司 一种纳米硅材料的制备方法及其应用
CN112234178A (zh) * 2020-10-20 2021-01-15 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种超细纳米硅/碳复合材料及其制备方法和应用
CN113084178A (zh) * 2021-04-06 2021-07-09 广东省科学院材料与加工研究所 一种纳米铜基粉末的制备方法
CN117174885A (zh) * 2023-11-03 2023-12-05 琥崧科技集团股份有限公司 一种硅碳负极材料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101979317A (zh) * 2010-10-09 2011-02-23 武汉理工大学 纳米晶硅粉的低温球磨制备方法
CN102702796A (zh) * 2012-05-28 2012-10-03 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 改善纳米硅研磨液分散性能的方法
CN103466645A (zh) * 2013-09-27 2013-12-25 上海冠旗电子新材料股份有限公司 湿法研磨纳米级二氧化硅制备方法
CN103531761A (zh) * 2013-10-28 2014-01-22 上海利物盛企业集团有限公司 一种纳米硅的制备方法
US20150125601A1 (en) * 2013-11-04 2015-05-07 Systems And Materials Research Corporation Method and apparatus for producing nanosilicon particles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101979317A (zh) * 2010-10-09 2011-02-23 武汉理工大学 纳米晶硅粉的低温球磨制备方法
CN102702796A (zh) * 2012-05-28 2012-10-03 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 改善纳米硅研磨液分散性能的方法
CN103466645A (zh) * 2013-09-27 2013-12-25 上海冠旗电子新材料股份有限公司 湿法研磨纳米级二氧化硅制备方法
CN103531761A (zh) * 2013-10-28 2014-01-22 上海利物盛企业集团有限公司 一种纳米硅的制备方法
US20150125601A1 (en) * 2013-11-04 2015-05-07 Systems And Materials Research Corporation Method and apparatus for producing nanosilicon particles

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108269967A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 天津普兰能源科技有限公司 一种锂离子电池石墨烯/硅复合材料的制备方法
CN108736006A (zh) * 2018-07-26 2018-11-02 福州大学 一种制备硅-碳复合材料的方法
CN108736006B (zh) * 2018-07-26 2021-06-22 福州大学 一种制备硅-碳复合材料的方法
CN109860548A (zh) * 2019-01-17 2019-06-07 长沙矿冶研究院有限责任公司 一种纳米硅材料的制备方法及其应用
CN109860548B (zh) * 2019-01-17 2021-04-13 长沙矿冶研究院有限责任公司 一种纳米硅材料的制备方法及其应用
CN112234178A (zh) * 2020-10-20 2021-01-15 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种超细纳米硅/碳复合材料及其制备方法和应用
CN112234178B (zh) * 2020-10-20 2022-03-08 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种超细纳米硅/碳复合材料及其制备方法和应用
CN113084178A (zh) * 2021-04-06 2021-07-09 广东省科学院材料与加工研究所 一种纳米铜基粉末的制备方法
CN113084178B (zh) * 2021-04-06 2023-02-21 广东省科学院材料与加工研究所 一种纳米铜基粉末的制备方法
CN117174885A (zh) * 2023-11-03 2023-12-05 琥崧科技集团股份有限公司 一种硅碳负极材料及其制备方法和应用
CN117174885B (zh) * 2023-11-03 2024-01-26 琥崧科技集团股份有限公司 一种硅碳负极材料及其制备方法和应用

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