CN117650238B

CN117650238B - 一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法

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Publication number: CN117650238B
Application number: CN202410123762.4A
Authority: CN
Inventors: 温广武; 王桢; 刘峰; 张俊亭
Original assignee: Shandong Sina New Material Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Sina New Material Technology Co ltd
Priority date: 2024-01-30
Filing date: 2024-01-30
Publication date: 2024-04-12
Anticipated expiration: 2044-01-30
Also published as: CN117650238A

Abstract

本发明提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，制备原料包括二氧化硅、镁粉、有机硅聚合物、烷烃类油系溶剂等，通过对原料混合物进行喷雾造粒处理后再在连续气氛回转炉中进行镁热还原反应。本发明中通过使用特定的原料，并对原料进行喷雾造粒和回转烧结等处理，使反应更均匀，避免了反应中的巨大热量集中等问题。本发明的反应过程温和、可控，且产量高、纯度高，直接镁热还原制得的多孔硅碳复合材料粒径均匀，稳定性好，具有优异的导电性、循环稳定性等电化学性能。

Description

一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，具体涉及一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法。

背景技术

在锂离子电池负极材料领域，硅材料的理论比容量高达4200 mAh/g，是商用石墨的10倍，作为负极能够极大提升整个电池的能量密度，极具应用前景。然而，硅负极在使用过程中，极易发生体积膨胀（＞300%），导致极片出现断裂、粉碎等现象，从而导致电池的循环性能变差，影响电池的使用寿命。并且，纯硅的导电性较差且反复形成不稳定的固态电解质层，其首次库伦效率较低，衰减较快，倍率性能低，电化学性能较差。

为提高硅的电化学及结构稳定性，通常通过制备纳米级尺度和多孔结构来减小体积变化产生的内应力，从而提高硅负极的稳定性。常用的纳米硅制备方法包括砂磨法、化学气相沉积法、等离子蒸发冷凝法和镁热还原法。其中砂磨法过程繁琐效率低下，制得硅粒径不可控且极易引入杂质，氧含量过高，电化学性能差。化学气相沉积法和等离子蒸发冷凝法使用的设备昂贵，产率低，成本极高，难以规模化生产。而镁热还原法具有成本低、环境友好且产量高等优点，理想的镁热还原制备硅材料的反应如本发明图1所示。但是在实际进行生产时，如图2所示，由于金属镁与二氧化硅分布不均匀，不可控的镁热还原反应会在局部放出巨大的热量，热量堆积极易导致反应难以理想化，造成如生成的多孔结构坍塌、纳米材料再烧结，局部生成MgSiO₃或Mg₂Si等难以去除的杂质成分，极大的影响材料性能，因此需要进一步改造该方法。

同时由于纳米硅的比表面积大，需要消耗大量的电解质来生成固态电解质界面膜（SEI），导致首次库伦效率低，且越细粒径的纳米硅越易发生团聚效应造成较低的库伦效率和容量衰减，因此需要对合成的纳米硅材料进行进一步包覆以改善其界面问题。通过硅与其他材料复合，如硅碳复合材料，既可以避免硅的缺陷，同时还能够保留硅的高容量优势，从而提升其整体性能。常用的复合方法包括湿包覆碳化法、直接碳化法、化学沉积等方法。其中，湿法包覆是将纳米硅和碳源均匀分散在溶液中，再进行煅烧碳化，但是由于纳米硅的分散较为困难，该方法制备的碳层不均匀；直接碳化工艺简单易产业化，将硅与碳源干法混合后再碳化，是目前常用的碳包覆工艺之一，但是对其碳源选择和工艺需要进一步控制；气相沉积法则是在流化床或者回转炉中用甲烷、乙炔等气体，在硅颗粒表面高温沉积一层碳层，该工艺制得的硅碳材料循环稳定性优良且具有较高的首次充放电效率，但是其合成工艺复杂、设备要求高。并且，以上制备方法都是在纳米硅的基础上进行进一步的碳包覆，制备流程复杂，不可控因素多。

因此，要获得一种可工业化生产且结构稳定的硅基负极材料需要从制备工艺，结构设计优化，表面改性等方向综合考虑，以期获得高循环稳定性和充放电效率等电化学性能的材料，才能满足当下对锂离子电池性能的迫切需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，通过使用特定的原料，并对原料进行喷雾造粒等处理，使反应更均匀，避免了反应中的巨大热量集中等问题。本发明制备方法的反应过程温和、可控，且产量高、纯度高，制得多孔硅碳复合材料粒径均匀，稳定性好，具有优异的导电性、循环稳定性等电化学性能。

本发明提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，所述方法的具体步骤如下：

步骤S1：将二氧化硅、镁粉、有机硅聚合物和烷烃类油系溶剂混合后得到混合溶液；其中，二氧化硅和镁粉的质量比为1.10-1.25，烷烃类油系溶剂的体积为二氧化硅、镁粉和有机硅聚合物的总体积的2-4倍；

步骤S2：将混合溶液喷雾造粒成80-120目球形前驱体后，转移至连续气氛回转窑；

步骤S3：在惰性气氛下，先在连续气氛回转窑中经过升温段预烧，升温段温度为400-500℃，运行1-2h；再经过保温段烧结，保温段温度为650-750℃，运行2-4h；再在降温段冷却，运行1-3h后得到反应物；经过破碎、酸洗再水洗至中性，干燥得到硅颗粒为纳米级的多孔硅碳复合材料。

优选的，所述步骤S1中的二氧化硅为纳米二氧化硅和石英砂中的一种或两种混合。优选的，所述纳米二氧化硅的粒度为50-200nm，纯度＞98%。所述石英砂的粒度为8-20μm，纯度＞98%。

更优选的，所述步骤S1中的二氧化硅为纳米二氧化硅和石英砂，纳米二氧化硅和石英砂的质量比为1：1.5-4。例如，纳米二氧化硅和石英砂的质量比可列举的有1：1.5、1：1.75、1：2、1：2.25、1：2.5、1：2.75、1：3、1：3.25、1：3.5、1：3.75、1：4，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中通过使用二氧化硅作为硅源，与镁粉进行镁热还原反应，反应式为2Mg(g)+ SiO₂(s)→2 MgO(s) +Si(s)。镁热还原反应时会放出巨大的热量，因此在反应时需要控制其反应速率、控制其放热。本发明中同时使用小粒径的纳米二氧化硅和较大粒径的石英砂，纳米二氧化硅与镁粉快速反应，可作为反应的引发剂，提高反应速率促进反应的进行。同时石英砂作为主反应剂，由于其粒径较大，相对纳米二氧化硅反应更慢，通过两者配合使用，能够有效控制反应速率，避免巨大的热量集中释放使反应不易控、不安全、不均匀。热量过于集中不仅会导致硅的烧结，使制得的硅碳材料粒径变大、极不均匀；同时，热量过于集中或反应过快，会在镁热还原反应中生成硅酸镁，使硅碳复合材料的纯度降低，极大的影响硅碳复合材料的成品率和材料性能。

优选的，步骤S1中所述镁粉的粒径≥300目，纯度＞98%。

优选的，步骤S1中所述有机硅聚合物的质量为二氧化硅和镁粉总质量的5%-10%。例如，可列举的有5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选的，所述有机硅聚合物为聚硅乙炔或其取代物中的一种或多种混合。

为了使原料分散更均匀，更优选的，所述有机硅聚合物为二甲基聚硅乙炔。所述二甲基聚硅乙炔的数均分子量为800-4000，陶瓷产率＞60%，C/Si质量比值＞1。

本发明中的陶瓷产率是指聚硅乙炔或其取代物在惰性气氛下经过600℃以上高温完全裂解的固体质量占原液体质量的比例，一般在600-1000℃区间裂解产物为单质Si和C，超过1000℃开始转变为SiC。

本发明中使用占二氧化硅和镁粉总质量的5%-10%、分子量为800-4000、陶瓷产率＞60%的聚硅乙炔或其取代物作为粘结剂和碳源，将其与二氧化硅和镁粉混合，能够将原料粘结固定，二氧化硅和镁粉等能够均匀稳定的分散，利于后续反应的均匀进行。并且聚硅乙炔及其取代物在一定温度下裂解，产率高，气孔率低，结构稳定，且无其他杂质残留。特定量的碳原位复合，不仅能够极大的避免硅材料的体积膨胀问题，而且还能够提高材料的导电性。碳含量若太多，不能与硅材料很好的结合，反而会影响电化学循环中的稳定性。

小粒径的镁粉在处理过程中极易产生爆炸等问题，需要将其分散在不反应的溶剂中形成高稳定分散体系后再进行造粒处理。本发明中，为了进一步提高材料的稳定性和混合物的流动性，更易于喷雾造粒处理，优选的，步骤S1中所述烷烃类油系溶剂为正己烷、煤油、石蜡油中的一种。

更优选的，所述烷烃类油系溶剂为正己烷。

本发明中通过喷雾造粒，可以使二氧化硅和聚硅乙炔或其取代物均匀的分布在镁粉的表面，形成二氧化硅、聚硅乙炔或其取代物均匀包覆在镁粉表面的结构。如图3所示，在进行镁热反应时，由于原料的均匀分布且不同原料间能够充分接触，使反应进行更稳定、更均匀；镁的扩散路径短，不会造成热量不均匀、巨大的热量集中等问题，也不会造成连锁式反应而使反应不可控。使制得的硅碳复合材料中Si/C的分布更均匀，材料结构更稳定。

优选的，所述连续气氛回转窑的炉体内填充量≤30%。

优选的，所述连续气氛回转窑的炉体的转速为0.2-2 rpm/min。

本发明中所述连续气氛回转窑为本领域常用设备，本发明中对连续气氛回转窑的具体型号等不进行特殊限定, 本领域技术人员可根据实际生产需求选择。

优选的，本发明所述连续气氛回转窑的炉内胆为石墨内胆或碳化硅内胆。

优选的，步骤S3中所述酸洗的酸溶液为盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液中的一种。本发明中对所使用的酸溶液不做具体限定。

更优选的，所述酸溶液的浓度为2-4mol/L。例如，酸溶液的浓度可列举的有：2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L、4mol/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明中使用细粒径的二氧化硅做引发剂、较大粒径的石英砂做主反应剂、有机硅聚合物做粘结剂，通过三种不同粒径和作用的二氧化硅组合，能够有效控制镁热还原反应速率，避免了大量的热量集中，使镁热还原反应过程更加温和；既不会由于温度低造成二氧化硅反应不透生成硅化镁，又不会由于温度过高形成硅酸镁，不用HF酸洗去除，实现了硅碳材料高产率的直接镁热还原制备。

（2）本发明中通过在正己烷等烷烃类油系溶剂中分散后进行造粒处理，能够让镁粉表面均匀包覆不同粒径的二氧化硅，独立分区反应，使后续反应均匀；镁扩散路径短，能够极大的避免反应时热量不均匀的问题，也不会造成连锁式反应而使反应不可控。

（3）本发明中使用的原料来源简单，无其他杂相，有机硅聚合物与残存的正己烷等烷烃类油系溶剂都能碳化留在体系中，作为硅碳复合材料的碳源，无需后续进一步的纯化处理；同时实现了原位的碳包覆和隔离，在提高硅的导电性同时阻碍了纳米硅的烧结。

（4）本发明中在常规的连续气氛回转炉中进行适当改造，使用特殊的石墨或碳化硅内胆的炉管，镁热反应的热量可以及时散发，不积热，不产生烧结，且无金属污染。本发明直接镁热还原制得的多孔硅碳复合材料粒径均匀，稳定性好，具有优异的导电性、循环稳定性等电化学性能。

（5）本发明的制备方法制得的多孔硅碳复合材料，纳米硅的一次颗粒约为100nm，硅碳复合材料粒径约10μm；首次放电比容量超过2600 mAh/g，首次库伦效率大于87%，100圈1C电流密度下的循环保持率大于88%，表现出较好的电化学性能。

附图说明

图1为理想的镁热还原反应原理图；

图2为实际过程的镁热还原反应原理图；

图3为本发明的技术方案中的镁热还原反应原理图；

图4为本发明实施例1的步骤S2中喷雾造粒后的球形前驱体的SEM图；

图5为本发明实施例1的硅碳复合材料的SEM图；

图6为本发明实施例1的硅碳复合材料的放大SEM图；

图7为本发明实施例1的硅碳复合材料的XRD图；

图8为本发明实施例1的硅碳复合材料的首次充放电图；

图9为本发明实施例1的硅碳复合材料的循环图；

图10为本发明对比例2的硅碳复合材料的XRD图；

图11为本发明对比例2的硅碳复合材料的首次充放电图；

图12为本发明对比例5的硅碳复合材料的首次充放电图；

图13为本发明对比例6的硅碳复合材料的SEM图；

图14为本发明对比例6的硅碳复合材料的XRD图。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例中未说明的内容，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例

实施例1

本实施例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体步骤如下：

步骤S1：将2.3 kg二氧化硅、2 kg 镁粉、0.344kg二甲基聚硅乙炔和正己烷混合后得到混合溶液；

其中：2.3kg二氧化硅包括0.69kg纳米二氧化硅和1.61kg石英砂；纳米二氧化硅的粒度为100nm，纯度＞98%，石英砂的粒度为15μm，纯度＞98%。镁粉的粒径为≥300目,纯度＞98%。二甲基聚硅乙炔的数均分子量为2000，灰分陶瓷产率75%，C/Si质量比值1.3。正己烷的体积为二氧化硅、镁粉和有机硅高聚物的总体积的3倍。

步骤S2：将混合溶液喷雾造粒成100目所左右的球形前驱体后，转移至连续气氛回转窑，连续气氛回转窑的炉体内填充量为17%；连续气氛回转窑的炉内胆为石墨内胆。

步骤S3：在氩气气氛下，将连续气氛回转窑的炉体转速设置为1 rpm/min；将喷雾造粒后的混合物在连续气氛回转窑中经过升温段预烧，升温段温度为450℃，运行2h；再经过保温段烧结，保温段温度为700℃，运行3h；再在降温段运行2h冷却后得到反应物；将反应物经过破碎并使用3 mol/L的盐酸酸洗再水洗至中性后，干燥得到纳米级的多孔硅碳复合材料。

实施例2

步骤S1：将2.4 kg二氧化硅、2 kg 镁粉、0.352kg二甲基聚硅乙炔和正己烷混合后得到混合溶液；

其中：2.4kg二氧化硅包括0.72kg纳米二氧化硅和1.68kg石英砂；纳米二氧化硅的粒度为100nm，纯度＞98%，石英砂的粒度为15μm，纯度＞98%。镁粉的粒径为≥300目,纯度＞98%。二甲基聚硅乙炔的数均分子量为2000，灰分陶瓷产率75%，C/Si质量比值1.3。正己烷的体积为二氧化硅、镁粉和有机硅高聚物的总体积的4倍。

步骤S2：将混合溶液喷雾造粒成120目所左右的球形前驱体后，转移至连续气氛回转窑，连续气氛回转窑的炉体内填充量为17%；连续气氛回转窑的炉内胆为石墨内胆。

步骤S3：在氩气气氛下，将连续气氛回转窑的炉体转速设置为1 rpm/min；将喷雾造粒后的混合物在连续气氛回转窑中经过升温段预烧，升温段温度为500℃，运行2h；再经过保温段烧结，保温段温度为750℃，运行1.5h；再在降温段运行3h冷却后得到反应物；将反应物经过破碎并使用3 mol/L的盐酸酸洗再水洗至中性后，干燥得到纳米级的多孔硅碳复合材料。

实施例3

其中：2.4kg二氧化硅包括0.72kg纳米二氧化硅和1.68kg石英砂；纳米二氧化硅的粒度为100nm，纯度＞98%，石英砂的粒度为15μm，纯度＞98%。镁粉的粒径为≥300目,纯度＞98%。二甲基聚硅乙炔的数均分子量为3000，灰分陶瓷产率80%，C/Si质量比值＞1.5。正己烷的体积为二氧化硅、镁粉和有机硅高聚物的总体积的2倍。

步骤S2：将混合物喷雾造粒成80目所左右的球形前驱体后，转移至连续气氛回转窑，连续气氛回转窑的炉体内填充量为17%；连续气氛回转窑的炉内胆为石墨内胆。

步骤S3：在氩气气氛下，将连续气氛回转窑的炉体转速设置为1 rpm/min；将喷雾造粒后的混合物在连续气氛回转窑中经过升温段预烧，升温段温度为450℃，运行1h；再经过保温段烧结，保温段温度为650℃，运行2h；再在降温段运行1h冷却后得到反应物；将反应物经过破碎并使用3 mol/L的盐酸酸洗再水洗至中性后，干燥得到纳米级的多孔硅碳复合材料。

实施例4

本实施例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，步骤S1中的二氧化硅包括0.46kg纳米二氧化硅和1.84kg石英砂，即纳米二氧化硅和石英砂的质量比为1：4。

实施例5

本实施例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，步骤S1中的二氧化硅包括0.92kg纳米二氧化硅和1.38kg石英砂，即纳米二氧化硅和石英砂的质量比为1：1.5。

实施例6

本实施例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，二甲基聚硅乙炔的质量为二氧化硅和镁粉总质量的10%，即0.43 kg。

对比例1

本对比例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，二氧化硅和镁粉的质量比为1:1。

对比例2

本对比例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，二氧化硅为2.3 kg 纳米二氧化硅。

对比例3

本对比例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，二甲基聚硅乙炔的质量为二氧化硅和镁粉总质量的15%，即0.645 kg。

对比例4

本对比例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，不添加二甲基聚硅乙炔。

对比例5

本对比例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，将正己烷换为乙醇。

对比例6

本对比例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体步骤如下：

将二氧化硅、镁粉与二甲基聚硅乙炔在混料机中混合后，转移至连续气氛回转窑；在氩气气氛下，将连续气氛回转窑升温段温度设置为450℃，运行2h；再将连续气氛回转窑保温段温度设置为700℃，运行3h；再在降温段运行2h后得到反应物；破碎、酸洗再水洗至中性后，干燥得到纳米级的多孔硅碳复合材料。

本对比例具体原料和原料使用量同实施例1。

对比例7

本对比例提供一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于连续回转气氛窑的炉内胆为310S不锈钢内胆。

性能测试

1、晶体测试：采用X射线衍射仪（XRD）对材料进行测试。

2、碳含量测试：采用GB/T 38823-2020国标中附录A进行测定。

3、粉末电导率测试：通过四探针电阻率仪测试，测试压力20 Mpa。

4、微观形貌测试：通过扫描电子显微镜（SEM）观察。

5、电化学性能测试：采用GB/T 38823-2020国标中附录D进行测定首次放电比容量和首次库伦效率，同时按照此方法测试材料的循环性能（1C循环100圈的容量保持率）。

表1

如图4所示，实施例1经过喷雾造粒的前驱体，呈现较大的类球形，喷雾造粒成功的将二氧化硅和镁的反应隔离在各个小球内。如图5所示，为经过高温热处理后，酸洗的产物的SEM图，可以看出，虽然前驱体较大，但是在高温反应中，尤其是回转的状态下，各个大球会再次形成约10μm的小球体，小球体的表面如图6所示，可以明显看到硅一次颗粒约100nm，且呈现多孔特性。实施例1制备的产物的XRD如图7所示，经过酸洗后，氧化镁被去除，可以看出明显的硅结晶峰，同时，在20°左右的馒头峰代表二甲基聚硅乙炔和残存正己烷裂解后的残碳，经过碳硫分析仪测试，材料中含有约7.6%的碳。如图8所示，实施例1的首次放电比容量为2921.4 mAh/g，首次库伦效率为90.62%。如图9所示，经过100圈1C电流密度下的循环，该材料的容量保持率为90.02%，且放电比容量依然高达1561.1 mAh/g，表现出较好的电化学性能。

如表1所示的其他实施例和对比例，可以发现，6个实施例中碳含量相对稳定，在7.4-9.5%之间，粉末电阻率在626-640.1Ω·mm之间，根据反应的程度，首次放电比容量均大于2600 mAh/g，首次库伦效率均大于87%，100圈容量保持率均大于88%，是较为理想的硅基负极材料。而从对比例中可以明显看出本方案范围的优越性。对比例1中降低了镁粉的使用量，导致镁热反应缺失还原剂，二氧化硅没有充分被还原，残留在体系中，导致首效降低。如图10所示的对比例2的XRD图中可以看出硅酸镁的存在，完全使用纳米级的二氧化硅在跟图2所示机理一样，过大的镁粉与极小的二氧化硅难以获得均匀的反应速率，造成局部过烧，产生硅酸镁，从而造成电化学性能极差（图11所示）。当二甲烷聚硅乙炔用量过多时，产生残碳高达13.1%，影响材料的容量和首次库伦效率，当二甲基聚硅乙炔用量过少时，又无法起到增强导电性作用，导致材料循环性能变差。如图12所示，当使用乙醇类溶剂时，效果也较差，因为镁与乙醇会反应，使镁粉钝化。如图13所示为对比例6材料的SEM图，可以看出，不经过喷雾造粒，材料难以被分割，而是出现不规则的大小块，局部反应过热，产生硅酸镁（图14），电化学性能较差。而使用310S耐热钢作为炉体内胆材料时，因为不能及时排出镁热反应的温度，其首效和循环保持率有所下降。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，其特征在于，所述方法的具体步骤如下：

步骤S3：在惰性气氛下，在连续气氛回转窑中经过升温段预烧，升温段温度为400-500℃，运行1-2h；再经过保温段烧结，保温段温度为650-750℃，运行2-4h；再在降温段冷却，运行1-3h后得到反应物；经过破碎、酸洗再水洗至中性，干燥得到硅颗粒为纳米级的多孔硅碳复合材料；

所述步骤S1中的二氧化硅为纳米二氧化硅和石英砂，纳米二氧化硅和石英砂的质量比为1:1.5-4；所述纳米二氧化硅的粒度为50-200 nm，纯度＞98%；所述石英砂的粒度为 8-20μm，纯度＞98%；

所述有机硅聚合物的质量为二氧化硅和镁粉总质量的5%-10%；所述有机硅聚合物为聚硅乙炔或其取代物中的一种或多种混合；

所述连续气氛回转窑的炉内胆为石墨内胆或碳化硅内胆。

2.根据权利要求1所述的一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，其特征在于，所述烷烃类油系溶剂为正己烷、煤油、石蜡油中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，其特征在于，所述连续气氛回转窑的炉体内填充量≤30%。

4.根据权利要求1所述的一种直接镁热还原制备多孔硅碳复合材料的方法，其特征在于，所述连续气氛回转窑的炉体的转速为0.2-2 rpm。