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等离子体蚀刻技术制备多孔硅负极材料的方法及应用

187 编辑：北方有色网来源：宜春瑞富特新能源材料技术有限公司, 赣州市瑞富特科技有限公司

2026-01-08 17:09:53

权利要求 1.一种等离子体蚀刻技术制备多孔硅负极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、将天然石墨、少层石墨烯、碳纳米纤维与硅粉加入乙醇中超声分散，随后烘干得到硅基前驱体备用; S2、采用射频/微波等离子体源对S1所得硅基前驱体进行蚀刻; S3、维持等离子状态、将通入气切换为碳源气，在S2所得蚀刻材料表面原位沉积碳层，即得复合材料。 2.根据权利要求1所述等离子体蚀刻技术制备多孔硅负极材料的方法，其特征在于，S1中天然石墨粒径为1-3 μm，少层石墨烯层数为3-5层，碳纳米纤维直径为60-100 nm，硅粉粒径为50-100 nm;四者质量之比为1:1:1:(3-5)。 3.根据权利要求1所述等离子体蚀刻技术制备多孔硅负极材料的方法，其特征在于，S2所述蚀刻的具体操作为：将硅基前驱体放入射频等离子体反应器中，抽真空、通入惰性气，稳定压力后注入蚀刻气体，点燃等离子体，待等离子体生成后活化处理。 4.根据权利要求3所述等离子体蚀刻技术制备多孔硅负极材料的方法，其特征在于，所述抽真空至基础压力不超过5×10-3 Pa，所述惰性气为氩气;通过节流阀稳定腔室压力至10Pa后注入蚀刻气体。 5.根据权利要求3所述等离子体蚀刻技术制备多孔硅负极材料的方法，其特征在于，所述蚀刻气体为CF4、SF6、Cl2、HBr、C4F8中的任意一种。 6.根据权利要求3所述等离子体蚀刻技术制备多孔硅负极材料的方法，其特征在于，所述蚀刻气体为SF6，SF6与氧气同时通入，SF6与氧气的流量比例为4:1，波动不超过±1%;所述活化处理具体为：点燃等离子体后设定RF功率为120 W，观察到稳定淡紫色辉光后维持稳定处理10 min。 7.根据权利要求1所述等离子体蚀刻技术制备多孔硅负极材料的方法，其特征在于，S3所述碳源气为乙炔或甲烷，通入流量为蚀刻气流量的0.8-1.2倍。 8.根据权利要求1所述等离子体蚀刻技术制备多孔硅负极材料的方法，其特征在于，S3所述原位沉积碳层的具体操作为：通过节流阀稳定腔室压力至8 Pa，设定RF功率为80 W，沉积时间为5 min;沉积过程中待等离子体辉光转变为浅蓝色，停止通入碳源气及RF功率，清洗腔室即得。

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