相沉積法在所述多孔硅納米線陣列上沉積碳納米材料，以在硅晶片上形成硅-碳納米復(fù)合薄膜；
[0030](3)在堿性水溶液中，將硅晶片上的硅-碳納米復(fù)合薄膜剝落下來。
[0031]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述硅晶片可以為多晶硅片或單晶娃片，優(yōu)選為單晶娃片，進一步優(yōu)選為電阻率小于5mΩ.cm的單晶娃片。
[0032]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述刻蝕液可以為刻蝕硅晶片工藝中常規(guī)使用的各種刻蝕液。在優(yōu)選情況下，所述刻蝕液為硝酸銀和/或硝酸鐵與氫氟酸的水溶液。在硝酸銀和/或硝酸鐵與氫氟酸的水溶液中，硝酸銀和/或硝酸鐵與氫氟酸的摩爾比優(yōu)選為1:240-500，且氫氟酸的濃度優(yōu)選為5-20重量％。
[0033]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述刻蝕條件只要能夠保證刻蝕出多孔硅納米線陣列即可，優(yōu)選地，為了得到整齊規(guī)則的多孔硅納米線陣列，所述刻蝕條件包括:溫度為20-60°C，更優(yōu)選為35-50°C ;時間為5分鐘-2小時，更優(yōu)選為10-40分鐘。
[0034]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述刻蝕結(jié)束后還可以包括用濃硝酸去除多孔硅納米線陣列表面的金屬銀。
[0035]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述碳?xì)浠衔锟梢赃x自脂肪族烴和芳香族烴中的至少一種，優(yōu)選地，選自1-3個碳原子的脂肪族烴和6-7個碳原子的芳香族烴中的至少一種，進一步優(yōu)選為，選自甲烷、丙烷、乙烯、乙炔和甲苯中的至少一種。
[0036]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述載氣可以為氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氣氣、氡氣和氫氣中的至少一種。優(yōu)選地，所述載氣為IS氣和氫氣。進一步優(yōu)選地，所述載氣為IS氣和氫氣，且二者的體積比為1:0.5-10
[0037]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述化學(xué)氣相沉積法的實施條件可以包括:溫度為500-1050°C，優(yōu)選為950-1050°C ;時間為3秒-30分鐘，優(yōu)選為5秒-10分鐘。
[0038]在步驟(2)中，所述沉積過程優(yōu)選在化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)進行。在一種優(yōu)選實施方式中，在化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)進行沉積的過程包括:先向化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)通入載氣，接著將爐內(nèi)溫度升高至目標(biāo)沉積溫度，然后通入碳?xì)浠衔?。在上述?yōu)選實施方式中，通入載氣的流量可以為50-300sccm ;通入碳?xì)浠衔锏牧髁靠梢詾?0-500sccm。
[0039]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在步驟(3)中，所述剝落可以在堿性水溶液中完成。所述堿性水溶液可以為強堿性水溶液。所述強堿性水溶液的濃度可以為1-20重量％，優(yōu)選為5-15重量％。進一步優(yōu)選地,所述強堿性水溶液為氫氧化鈉水溶液和/或氫氧化鉀水溶液。
[0040]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在步驟(3)中，所述剝落的條件可以在較寬泛的范圍內(nèi)，優(yōu)選情況下，所述剝落的條件包括:溫度為50-95°C，更優(yōu)選為80-90°C ;時間為10分鐘-10小時；更優(yōu)選為30分鐘-2小時。
[0041]本發(fā)明還提供了由上述方法制備的硅-碳納米復(fù)合薄膜。所述硅-碳納米復(fù)合薄膜的厚度可以為7-20 μ m ;所述硅-碳納米復(fù)合薄膜的振實密度可以為0.8-1.05g/cm3 ；以所述硅-碳納米復(fù)合薄膜的總重量為基準(zhǔn)，硅的重量百分比可以達到70-92%。所述厚度根據(jù)掃描電子顯微鏡測定，所述振實密度根據(jù)稱量重量和掃描電子顯微鏡確定厚度測定。
[0042]本發(fā)明還提供了上述硅-碳納米復(fù)合薄膜作為負(fù)極材料的應(yīng)用。所述負(fù)極材料在0.2C的可逆容量可以為1500-2000mAh/cm3，在0.5C的可逆容量可以為1400-1600mAh/cm3，在IC的可逆容量可以為1100-1200mAh/cm3，在1.5C的可逆容量可以為800-1000mAh/cm3 ；循環(huán)壽命可以為200-1000次。
[0043]本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，該鋰離子電池的負(fù)極材料為上述硅-碳納米復(fù)合薄膜。
[0044]以下通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0045]在以下實施例和對比例中，單晶硅片為購自中鏡科儀公司。
[0046]在以下實施例和對比例中，相應(yīng)的測試方法如下:
[0047]硅-碳納米復(fù)合薄膜的振實密度根據(jù)稱量重量和掃描電子顯微鏡確定厚度測定。
[0048]負(fù)極材料的循環(huán)壽命由受計算機控制的自動充放電儀進行充放電循環(huán)測試，放電截止電壓為0.02V，充電截止電壓為2.0V。
[0049]所述負(fù)極材料的可逆容量由受計算機控制的自動充放電儀進行測試，采用先放電后充電的順序進行。
[0050]實施例1-4和對比例I用于說明硅-碳納米復(fù)合薄膜及其制備方法。
[0051]實施例1
[0052]取一片單晶娃片，電阻率低于5ηιΩ.cm,放于塑料杯中，加入0.02Μ硝酸銀與5Μ氫氟酸的水溶液，50°C保溫20分鐘，硅片表面形成了一層多孔硅納米線陣列，取出硅片后用水沖洗，隨后浸入濃硝酸中半小時后取出，再浸入水中半小時，取出后60°C烘干。然后放入管式爐中部，通入氬氣氫氣混合氣(2/1，v/v)，總流量為300sccm，程序升溫到1050°C后，開始通入甲烷，流量為lOOsccm，恒溫5分鐘后快速冷卻。降到室溫后從爐中取出硅片，浸入900C的5%氫氧化鈉水溶液中，反應(yīng)I小時后，將硅晶片上的硅-碳納米復(fù)合薄膜剝落下來。其中所述娃-碳納米復(fù)合薄膜的厚度為?ο μ m,所述碳納米材料的厚度為5nm,所述多孔硅納米線的長度為10 μ m，以所述硅-碳納米復(fù)合薄膜的總重量為基準(zhǔn)，硅的重量百分比為90%，所述碳納米材料的重量百分比為10%，所述負(fù)極材料的振實密度為lg/cm3。
[0053]該實施例制備的硅/碳納米復(fù)合薄膜的掃描電鏡圖如圖1所示，透射電鏡圖如圖2所示，元素分布圖如圖3所示。
[0054]實施例2
[0055]取一片單晶娃片，電阻率低于5ηιΩ.cm,放于塑料杯中，加入0.02Μ硝酸銀與5Μ氫氟酸的水溶液，50°C保溫30分鐘，硅片表面形成了一層多孔硅納米線陣列，取出硅片后用水沖洗，隨后浸入濃硝酸中半小時后取出，再浸入水中半小時，取出后60°C烘干。然后放入管式爐中部，通入氬氣氫氣混合氣(2/1，v/v)，總流量為300sccm，程序升溫到1050°C后，開始通入甲烷，流量為400sCCm，恒溫5秒后快速冷卻。降到室溫后從爐中取出硅片，浸入90°C的5%氫氧化鈉水溶液中，反應(yīng)I小時后，將硅晶片上的硅-碳納米復(fù)合薄膜剝落下來。其中所述硅-碳納米復(fù)合薄膜的厚度為15 μ m,所述碳納米材料的厚度為20nm，所述多孔硅納米線的長度為15 μ m，以所述硅-碳納米復(fù)合薄膜的總重量為基準(zhǔn)，硅的重量百分比為70%，所述碳納米材料的重量百分比為30%，所述負(fù)極材料的振實密度為0.8g/cm3。
[0056]實施例3
[0057]取一片單晶娃片，電阻率低于5ηιΩ.cm,放于塑料杯中，加入0.02Μ硝酸銀與5Μ氫氟酸的水溶液，50°C保溫40分鐘，硅片表面形成了一層多孔硅納米線陣列，取出硅片后用水沖洗，隨后浸入濃硝酸中半小時后取出，再浸入水中半小時，取出后60°C烘干。然后放入管式爐中部，通入氬氣氫氣混合氣(2/1，v/v)，總流量為300sccm，程序升溫到1000°C后，開始通入乙炔，流量為50sCCm，恒溫2分鐘后快速冷卻。降到室溫后從爐中取出硅片，浸入80°C的5%氫氧化鈉水溶液中，反應(yīng)2小時后，將硅晶片上的硅-碳納米復(fù)合薄膜剝落下來。其中所述娃-碳納米復(fù)合薄膜的厚度為20 μ m,所述碳納米材料的厚度為3nm,所述多孔硅納米線的長度為20 μ m,以所述硅-碳納米復(fù)合薄膜的總重量為基準(zhǔn)，硅的重量百分比為92%，所述碳納米材料的重量百分比為8%，所述負(fù)極材料的振實密度為1.05g/cm3。
[0058]實施例4
[0059]取一片單晶娃片，電阻率低于5ηιΩ.cm,放于塑料杯中，加入0.02Μ硝酸銀與5Μ氫氟酸的水溶液，50°C保溫10分鐘，硅片表面形成了一層多孔硅納米線陣列，取出硅片后用水沖洗，隨后浸入濃硝酸中半小時后取出，再浸入水中半小時，取出后60°C烘干。然后放入管式