CN109037665B - 一种利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，该方法包括以下步骤：将收集的废硅渣粉碎得到废硅粉；通过对废硅粉进行酸洗、水洗、干燥，实现一次纯化；将一次纯化后的废硅粉粉碎至2 mm以下，并将其置于惰性气氛中进行煅烧，实现二次纯化；随后，经过粗粉和细粉处理，获得纳米硅悬浮液；将该纳米硅悬浮液进行喷雾干燥，可获得纳米硅负极材料。该方法简单易行、成本低廉、可工业化应用，能实现大量硅废料的资源化利用。所获得的纳米硅负极材料，不但首次放电容量高达3305 mAh/g，且库伦效率也达88.5%，优于市场上一般的纳米硅负极材料。

Description

一种利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法
技术领域
本发明涉及一种硅废料再利用的方法，具体涉及一种利用光伏产业废硅渣制备锂离子电池用纳米硅负极材料的方法。
背景技术
能源转型是我们绕不开的话题，而太阳能无疑是可再生资源中重要的一种。近年来，光伏行业得到迅猛的发展，每年新能装机量也逐步攀升。以我国为例，在2015年到2017年间，每年的新增装机量从15.13 GW上升至53.06 GW。受国家政策影响，预计2018年有所下降，新增装机量预计为30~ 35 GW左右。在巨大装机量的背后，光伏电池片生产过程中，则会伴随着大量废硅渣的产生。
针对这些废硅渣，目前，已开发出各种的方法来进行回收。中国专利CN102674364A公开一种利用带锯截断多晶硅锭产生的废料中回收硅料的方法，他们将硅废液收集、沉降，并加入浓硫酸、浓硝酸以及高锰酸钾氧化，然后漂洗的方法，提纯得到太阳能级硅料。但是，这些硅渣由于混入了其他化学杂质，回收成本较高，收益相对较低，实际情况中，则往往会作为废料来处理。
随着国家政策导向以及消费者对于电池续航里程要求的不断提高，高能量密度已成为动力电池的未来发展方向。与现有石墨材料相比，硅具有比容量高（4200 mAh/g）、电压平台适中、资源丰富等优点，已成为重要的研发以及应用方向。就硅碳负极材料而言，其市场渗透率显著提升，预计到2020年，硅碳负极材料的渗透率将达约15%左右。
中国专利CN 107732200A公开了一种利用光伏产业废料制备硅碳负极材料的方法，对硅原料进行改性，促进硅负极的商业化应用。但在制备过程中，使用了氢氟酸/硝酸混合液，对环境会产生一定的危害，且所获得的硅粉粒度较大，所得硅碳负极材料的首次库伦效率较低。韩国能源研究院（KR 101396846B1）公开了一种废硅制备锂离子电池负极材料的方法，他们先制备出粒度小于10 μm的硅颗粒，然后利用等离子法获得一种可用于锂二次电池的负极材料。但是，等离子体法仍然存在能耗高、对环境要求苛刻、生产效率低、出粉率低等缺点。
针对以上情况，需要提出一种环境友好、操作简便、能够实现大量废硅再利用的方法。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，操作简便、可放大，能实现大量硅废料的资源化利用，能显著提高硅粉附加值，为企业带来效益。所制备的纳米硅材料，不仅可以作为锂离子电池负极材料，还可以广泛应用于制备碳化硅-金刚石复合材料等其它方面。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，包括如下步骤：
（1）一次纯化：以光伏产业废硅渣为原料，采用粉碎机，将易结块的物料粉碎至2mm以下，得到废硅粉；随后，将废硅粉用酸处理，过滤或离心，用去离子水洗至中性，并干燥，得到一次纯化后的硅粉物料；
（2）二次纯化：采用粉碎机，将一次纯化后的硅粉物料粉碎至2 mm以下，然后，转移至管式炉或者箱式炉中，在惰性气氛、一定温度下煅烧，得到二次纯化后的硅粉；
（3）粗粉处理：以二次纯化的硅粉为原料，在惰性气氛保护下，采用粉碎机，经过分级筛分，获得D90小于50 μm的硅微粉；
（4）细粉处理：在全封闭式纳米研磨机上，在惰性气氛下，采用惰性溶剂，并加入助磨剂，进行细粉，得到纳米硅悬浮液；
（5）干燥：将上述悬浮液利用喷雾干燥机进行干燥，得到纳米硅颗粒，也即纳米硅负极材料。
所述步骤（1）光伏产业废硅渣主要为切割多晶硅或单晶硅硅片时所产生的片状硅渣，D90小于3 μm，纯度大于98%。
所述步骤（1）一次纯化时，对废硅粉进行酸洗，所使用的酸为盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种，所用酸的浓度为0.01~5 mol/L，酸洗时，温度为25~95 ℃，搅拌转速为200 rpm，处理时间为30~90 min。
所述步骤（1）一次纯化时，采用的干燥方式为鼓风干燥、红外烘烤或者真空干燥中的至少一种，优选地，采用真空烘干，在100~120℃下，烘干至水分含量小于2%。
所述步骤（2）二次纯化时，煅烧所采用的惰性气氛为高纯N2、Ar或Ar/H2混合气中的至少一种，升温速率为2~10 ℃/min，从室温升温至500~900℃，并恒温2 h。
所述步骤（3）粗粉处理以及步骤（4）细粉处理时，所采用的惰性保护气为高纯N2、Ar中的至少一种，优选地，为Ar气体。
所述步骤（4）细粉处理时，所采用的惰性溶剂为乙醇、丙醇、丙酮、异丙酮、乙醚、正己烷、正庚烷或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种，优选地，采用的惰性溶剂为乙醇。
所述步骤（4）细粉处理时，所采用的助磨剂为阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂为硬脂酸锂、三聚磷酸钾、聚苯乙烯磺酸锂、聚丙烯酸锂或十二烷基苯磺酸锂；所述非离子表面活性剂为聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮，其中，对于部分不易溶于相应惰性溶剂、易溶于其它溶剂的助磨剂，可将其先分散至少量其它溶剂中，再加入至相应惰性溶剂中。
所述步骤（4）细粉处理过程中，硅微粉固含量为1 wt%~10 wt%，助磨剂量为硅微粉的0.1 wt% ~2 wt%，所用研磨介质为0.1~0.3 mm的氧化锆珠，研磨的转速为1000-3000rpm，研磨时间为30 min~90 min。
所述步骤（5）喷雾干燥时，入口温度控制为80~150 ℃，喷雾压力为0.2 MPa。
本发明的有益效果：本发明涉及到一种利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，其具有以下优点：1.本方法简单易行、成本低廉、可工业化应用，能实现大量硅废料的资源化利用。2.市场上纳米硅材料价格平均在5000元/公斤左右，本发明方法能显著提高硅粉附加值，拓宽企业生产销售链，为企业带来效益。3.本发明方法所获得的纳米硅负极材料，首次放电容量高达3305 mAh/g，且库伦效率也达88.5%，优于市场上一般的纳米硅负极材料。4.所制备的纳米硅材料，不仅可以用作本发明所述的锂离子负极材料，还可以用于耐高温涂层、制备碳化硅-金刚石复合材料、作为有机硅高分子材料原料、铝浇注料等方面。因此，本发明具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明所给出的废硅渣制备纳米硅负极材料的工艺流程示意图。
图2是实施例1中所得到的纳米硅负极材料TEM图。
图3是实施例1中所得到的纳米硅负极材料粒度分布图。
图4是实施例1中所得到的纳米硅负极材料首次充放电曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
将本发明方法所制备的纳米硅负极材料进行半电池组装，并测试性能：按照纳米硅负极材料:Super P:粘结剂质量比为8:1:1进行搅拌混合匀浆，并涂极片。其中，配制羧甲基纤维素钠（CMC）：丁苯橡胶（SBR）质量比为1:1的溶液，用作粘结剂。装配扣式电池时，采用常规电解液，以锂片为对电极，加工成CR2025扣式电池。采用100 mA/g的电流密度在LANHECT2001A的蓝电电池测试系统进行充放电测试，充放电电压范围为0.005~2.0 V，常温条件下测试。
实施例1
本实施例的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，步骤如下：
（1）将切割废硅渣投入到块料粉碎机中，获得粒径小于2 mm的废硅料。随后，将5kg粉碎后的废硅料，缓慢浸入到20 L 1 M的稀盐酸中，搅拌速度为200 rpm，50 ℃条件下搅拌70 min。过滤，然后用去离子水水洗至中性，在真空干燥箱中，120 ℃下，烘干至水分小于2%，得到一次纯化后的废硅粉；
（2）将一次纯化后的废硅粉，投入到块料粉碎机中，将干燥后的硅粉粉碎至2 mm以下。随后，将其投入到水平管式炉中，先通入Ar吹扫10 min，然后以5 ℃/min的升温速率，从室温升至700 ℃，保持2 h，可得二次纯化后硅粉；
（3）在高纯N2保护下，采用粉碎机，并经过分级筛分，获得D90小于50 μm的硅微粉；
（4）按照一水合氢氧化锂:聚丙烯酸摩尔比为1:1的比例，配制质量分数为5 wt%聚丙烯酸锂水溶液。随后，加入5.0 g（占硅微粉含量1 wt%）上述聚丙烯酸锂水溶液作为助磨剂，乙醇为惰性溶剂，配制0.5 L固含量为5 wt%的硅微粉悬浮液。以Ar为保护气，将上述硅粉悬浮液投入到全封闭式纳米研磨机中，以0.3 mm钇稳定氧化锆珠为研磨介质，调节研磨转速为2500 rpm，研磨30 min，获得纳米硅悬浮液；
（5）调节喷雾干燥机喷雾压力为0.2 MPa，入口温度为110 ℃，将上述纳米硅悬浮液进行喷雾干燥，可获得纳米硅负极材料。
图3是采用马尔文激光粒度仪（Mastersizer 3000）测试实施例1中所获得纳米硅负极材料的所得粒度分布图。纳米硅负极材料的D10，D50和D90分别为0.136 μm，0.169 μm，0.202 μm。
图4是实施例1中所获得的纳米硅负极材料的首次充放电曲线。由此可知，该材料具有较高的容量和首圈库伦效率。在100 mA/g的电流密度下，首圈放电容量为3304 mAh/g，可逆充电容量为2925 mAh/g，首圈库伦效率为88.5%。
实施例2
本实施例的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，步骤如下：
（1）将切割废硅渣投入到块料粉碎机中，获得粒径小于2 mm的废硅料。随后，将5kg粉碎后的废硅料，缓慢浸入到20 L 1 M的稀硫酸中，搅拌速度为200 rpm，50 ℃条件下搅拌60 min。过滤，然后用去离子水水洗至中性，在真空干燥箱中，110 ℃下，烘干至水分小于2%，得到一次纯化后的废硅粉；
（2）将一次纯化后的废硅粉，投入到块料粉碎机中，将干燥后的硅粉粉碎至2 mm以下。随后，将其投入到水平管式炉中，先通入Ar吹扫10 min，然后以5 ℃/min的升温速率，从室温升至700 ℃，保持2 h，可得二次纯化后硅粉；
（3）在高纯N2保护下，采用粉碎机，并经过分级筛分，获得D90小于50 μm的硅微粉；
（4）以硬脂酸锂（为硅微粉量0.5 wt%）作为助磨剂，丙酮为惰性溶剂，配制0.5 L固含量为5 wt%的硅微粉悬浮液，以高纯N2为保护气，将上述硅粉悬浮液投入到全封闭式纳米研磨机中，以0.3 mm钇稳定氧化锆珠为研磨介质，调节研磨转速为2000 rpm，研磨60 min，获得纳米硅悬浮液；
（5）调节喷雾干燥机喷雾压力为0.2 MPa，入口温度为80 ℃，将上述纳米硅悬浮液进行喷雾干燥，可获得纳米硅负极材料。
实施例3
本实施例的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，步骤如下：
（1）将切割废硅渣投入到块料粉碎机中，获得粒径小于2 mm的废硅料。随后，将5kg粉碎后的废硅料，缓慢浸入到20 L 1 M的稀硝酸中，搅拌速度为200 rpm，50 ℃条件下搅拌50 min。过滤，然后用去离子水水洗至中性，在真空干燥箱中，100 ℃下，烘干至水分小于2%，得到一次纯化后的废硅粉；
（2）将一次纯化后的废硅粉，投入到块料粉碎机中，将干燥后的硅粉粉碎至2 mm以下。随后，将其投入到水平管式炉中，先通入Ar吹扫10 min，然后以5 ℃/min的升温速率，从室温升至700 ℃，保持2 h，可得二次纯化后硅粉；
（3）在高纯N2保护下，采用粉碎机，并经过分级筛分，获得D90小于50 μm的硅微粉；
（4）以三聚磷酸钾（为硅微粉量2 wt%）作为助磨剂，丙醇为惰性溶剂，配制0.5 L固含量为10 wt%的硅微粉悬浮液。以高纯N2为保护气，将上述硅粉悬浮液投入到全封闭式纳米研磨机中，以0.3 mm钇稳定氧化锆珠为研磨介质，调节研磨转速为3000 rpm，研磨80min，获得纳米硅悬浮液；
（5）调节喷雾干燥机喷雾压力为0.2 MPa，入口温度为120 ℃，将上述纳米硅悬浮液进行喷雾干燥，可获得纳米硅负极材料。
实施例4
本实施例的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，步骤如下：
（1）将切割废硅渣投入到块料粉碎机中，获得粒径小于2 mm的废硅料。随后，将5kg粉碎后的废硅料，缓慢浸入到20 L 4 M的稀盐酸中，搅拌速度为200 rpm，50 ℃下搅拌40min。过滤，然后用去离子水水洗至中性，在鼓风干燥箱中，100 ℃下，烘干至水分小于2%，得到一次纯化后的废硅粉；
（2）将一次纯化后的废硅粉，投入到块料粉碎机中，将干燥后的硅粉粉碎至2 mm以下。随后，将其投入到水平管式炉中，先通入高纯N2吹扫10 min，然后以5 ℃/min的升温速率，从室温升至700 ℃，保持2 h，可得二次纯化后硅粉；
（3）在高纯N2保护下，采用粉碎机，并经过分级筛分，获得D90小于50 μm的硅微粉；
（4）按照一水合氢氧化锂:聚苯乙烯磺酸摩尔比为1:1的比例，配制质量分数为5wt%聚苯乙烯磺酸锂水溶液。随后，加入8.0 g（占硅微粉含量1 wt%）上述聚苯乙烯磺酸锂溶液作为助磨剂，N-甲基吡咯烷酮为惰性溶剂，配制0.5 L固含量为8 wt%的硅微粉悬浮液。以Ar为保护气，将上述硅粉悬浮液投入到全封闭式纳米研磨机中，以0.3 mm钇稳定氧化锆珠为研磨介质，调节研磨转速为3000 rpm，研磨70 min，获得纳米硅悬浮液；
（5）调节喷雾干燥机喷雾压力为0.2 MPa，入口温度为130 ℃，将上述纳米硅悬浮液进行喷雾干燥，可获得纳米硅负极材料。
实施例5
本实施例的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，步骤如下：
（1）将切割废硅渣投入到块料粉碎机中，获得粒径小于2 mm的废硅料。随后，将5kg粉碎后的废硅料，缓慢浸入到20 L 5 M的稀盐酸中，搅拌速度为200 rpm，室温条件下搅拌30 min。过滤，然后用去离子水水洗至中性，在真空干燥箱中，120 ℃下，烘干至水分小于2%，得到一次纯化后的废硅粉；
（2）将一次纯化后的废硅粉，投入到块料粉碎机中，将干燥后的硅粉粉碎至2 mm以下。随后，将其投入到水平管式炉中，先通入高纯N2吹扫10 min，然后以2 ℃/min的升温速率，从室温升至500 ℃，保持2 h，可得二次纯化后硅粉；
（3）在高纯N2保护下，采用粉碎机，并经过分级筛分，获得D90小于50 μm的硅微粉；
（4）配制质量分数为1.5 wt%十二烷基苯磺酸锂水溶液。随后，加入0.67 g（占硅微粉含量0.1 wt%）上述十二烷基苯磺酸锂水溶液作为助磨剂，乙醚为惰性溶剂，配制0.5 L固含量为2 wt%的硅微粉悬浮液。以Ar为保护气，将上述硅粉悬浮液投入到全封闭式纳米研磨机中，以0.3 mm钇稳定氧化锆珠为研磨介质，调节研磨转速为2500 rpm，研磨50 min，获得纳米硅悬浮液；
（5）调节喷雾干燥机喷雾压力为0.2 MPa，入口温度为110 ℃，将上述纳米硅悬浮液进行喷雾干燥，可获得纳米硅负极材料。
实施例6
本实施例的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，步骤如下：
（1）将切割废硅渣投入到块料粉碎机中，获得粒径小于2 mm的废硅料。随后，将5kg粉碎后的废硅料，缓慢浸入到20 L 0.5 M的稀盐酸中，搅拌速度为200 rpm，60 ℃条件下搅拌80 min。离心，然后用去离子水水洗至中性，在真空干燥箱中，110 ℃下，烘干至水分小于2%，得到一次纯化后的废硅粉；
（2）将一次纯化后的废硅粉，投入到块料粉碎机中，将干燥后的硅粉粉碎至2 mm以下。随后，将其投入到水平管式炉中，先通入高纯N2吹扫10 min，然后以5 ℃/min的升温速率，从室温升至600 ℃，保持2 h，可得二次纯化后硅粉；
（3）在高纯N2保护下，采用粉碎机，并经过分级筛分，获得D90小于50 μm的硅微粉；
（4）配制质量分数为5 wt%聚乙二醇的丙酮溶液。随后，加入3.0 g（占硅微粉含量1.5 wt%）上述聚乙二醇的丙酮溶液作为助磨剂，异丙酮为惰性溶剂，配制0.5 L固含量为2wt%的硅微粉悬浮液。以Ar为保护气，将上述硅粉悬浮液投入到全封闭式纳米研磨机中，以0.3 mm钇稳定氧化锆珠为研磨介质，调节研磨转速为3000 rpm，研磨30 min，获得纳米硅悬浮液；
（5）调节喷雾干燥机喷雾压力为0.2 MPa，入口温度为120 ℃，将上述纳米硅悬浮液进行喷雾干燥，可获得纳米硅负极材料。
实施例7
本实施例的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，步骤如下：
（1）将切割废硅渣投入到块料粉碎机中，获得粒径小于2 mm的废硅料。随后，将5kg粉碎后的废硅料，缓慢浸入到20 L 0.1 M的稀盐酸中，搅拌速度为200 rpm，70℃条件下搅拌90 min。离心，然后用去离子水水洗至中性，在真空干燥箱中，110 ℃下，烘干至水分小于2%，得到一次纯化后的废硅粉；
（2）将一次纯化后的废硅粉，投入到块料粉碎机中，将干燥后的硅粉粉碎至2 mm以下。随后，将其投入到箱式炉中，先通入高纯N2吹扫10 min，然后以8 ℃/min的升温速率，从室温升至800 ℃，保持2 h，可得二次纯化后硅粉；
（3）在高纯N2保护下，采用粉碎机，并经过分级筛分，获得D90小于50 μm的硅微粉；
（4）配制质量分数为5 wt%聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液。随后，加入1.0 g（占硅微粉含量1 wt%）上述聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液作为助磨剂，正己烷为惰性溶剂，配制0.5 L固含量为1 wt%的硅微粉悬浮液。以高纯N2为保护气，将上述硅粉悬浮液投入到全封闭式纳米研磨机中，以0.3 mm钇稳定氧化锆珠为研磨介质，调节研磨转速为1000 rpm，研磨90min，获得纳米硅悬浮液；
（5）调节喷雾干燥机喷雾压力为0.2 MPa，入口温度为90 ℃，将上述纳米硅悬浮液进行喷雾干燥，可获得纳米硅负极材料。
实施例8
本实施例的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，步骤如下：
（1）将切割废硅渣投入到块料粉碎机中，获得粒径小于2 mm的废硅料。随后，将5kg粉碎后的废硅料，缓慢浸入到50 L 0.01 M的稀盐酸中，搅拌速度为200 rpm，95 ℃条件下搅拌90 min。离心，然后用去离子水水洗至中性，在红外烤箱中，烘干至水分小于2%，得到一次纯化后的废硅粉；
（2）将一次纯化后的废硅粉，投入到块料粉碎机中，将干燥后的硅粉粉碎至2 mm以下。随后，将其投入到箱式炉中，先通入Ar/H2 （10 vol% H2）吹扫10 min，然后以10 ℃/min的升温速率，从室温升至900 ℃，保持2 h，可得二次纯化后硅粉；
（3）在Ar保护下，采用粉碎机，并经过分级筛分，获得D90小于50 μm的硅微粉；
（4）配制质量分数为5 wt%聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液。随后，加入1.0 g（占硅微粉含量1 wt%）上述聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液作为助磨剂，正庚烷为惰性溶剂，配制0.5 L固含量为1 wt%的硅微粉悬浮液。以Ar为保护气，将上述硅粉悬浮液投入到全封闭式纳米研磨机中，以0.3 mm钇稳定氧化锆珠为研磨介质，调节研磨转速为1000 rpm，研磨90 min，获得纳米硅悬浮液；
（5）调节喷雾干燥机喷雾压力为0.2 MPa，入口温度为150 ℃，将上述纳米硅悬浮液进行喷雾干燥，可获得纳米硅负极材料。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）一次纯化：以光伏产业废硅渣为原料，采用粉碎机，将易结块的物料粉碎至2 mm以下，得到废硅粉；随后，将废硅粉用酸处理，过滤或离心，用去离子水洗至中性，并干燥，得到一次纯化后的硅粉物料；
（2）二次纯化：采用粉碎机，将一次纯化后的硅粉物料粉碎至2 mm以下，然后，转移至管式炉或者箱式炉中，在惰性气氛、一定温度下煅烧，得到二次纯化后的硅粉；
（3）粗粉处理：以二次纯化的硅粉为原料，在惰性气氛保护下，采用粉碎机，经过分级筛分，获得D90小于50 μm的硅微粉；
（4）细粉处理：在全封闭式纳米研磨机上，在惰性气氛下，采用惰性溶剂，并加入助磨剂，进行细粉，得到纳米硅悬浮液；
（5）干燥：将上述悬浮液利用喷雾干燥机进行干燥，得到纳米硅颗粒，也即纳米硅负极材料；
所述步骤（1）一次纯化时，对废硅粉进行酸洗，所使用的酸为盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种，所用酸的浓度为0.01~5 mol/L，酸洗时，温度为25~95 ℃，搅拌转速为200 rpm，处理时间为30~90 min；
所述步骤（2）二次纯化时，煅烧所采用的惰性气氛为高纯N2、Ar或Ar/H2混合气中的至少一种，升温速率为2~10 ℃/min，从室温升温至500~900℃，并恒温2 h。
2.根据权利要求1所述的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）光伏产业废硅渣主要为切割多晶硅或单晶硅硅片时所产生的片状硅渣，纯度大于98%。
3.根据权利要求1所述的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）一次纯化时，采用的干燥方式为鼓风干燥、红外烘烤或者真空干燥中的至少一种，烘干至水分含量小于2%。
4.根据权利要求1所述的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，其特征在于：所述步骤（3）粗粉处理以及步骤（4）细粉处理时，所采用的惰性保护气为高纯N2、Ar中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，其特征在于：所述步骤（4）细粉处理时，所采用的惰性溶剂为乙醇、丙醇、丙酮、异丙酮、乙醚、正己烷、正庚烷或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，其特征在于：所述步骤（4）细粉处理时，所采用的助磨剂为阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂为硬脂酸锂、三聚磷酸钾、聚苯乙烯磺酸锂、聚丙烯酸锂或十二烷基苯磺酸锂；所述非离子表面活性剂为聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。
7.根据权利要求1所述的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，其特征在于：所述步骤（4）细粉处理过程中，硅微粉固含量为1 wt%~10 wt%，助磨剂量为硅微粉的0.1wt% ~2 wt%，所用研磨介质为0.1~0.3 mm的氧化锆珠，研磨的转速为1000-3000 rpm，研磨时间为30 min~90 min。
8.根据权利要求1所述的利用光伏产业废硅渣制备纳米硅负极材料的方法，其特征在于：所述步骤（5）喷雾干燥时，入口温度控制为80~150 ℃，喷雾压力为0.2 MPa。
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