[发明专利]锂二次电池用负极活性材料及其制备方法

权利要求书

1.锂二次电池用负极活性材料，其包含纳米管，所述纳米管具有由厚度为纳米尺度的外壁限定的管形状，

其中所述纳米管的外壁包含选自硅、锗和锑中的至少一种非碳质材料，以及

在所述纳米管的所述外壁上形成有厚度为5nm以下的无定形碳层。

2.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中所述外壁的厚度为10～30nm。

3.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中所述纳米管的平均横截面直径为180～300nm。

4.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中所述纳米管的长度为1～50μm。

5.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中在进行200次充电/放电循环之后，所述外壁的厚度为20～60nm。

6.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中在进行200次充电/放电循环之后，所述纳米管的平均横截面直径为200～350nm。

7.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中所述无定形碳层形成在所述外壁的外侧和/或内侧上，并且具有1～5nm的厚度。

8.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中所述外壁在外侧上包含无定形的非碳质材料。

9.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中所述外壁在内侧上包含立方晶形的非碳质材料。

10.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中在进行200次充电/放电循环之后，所述外壁具有其中纳米晶体分散在非碳质材料的无定形基质中的形态。

11.根据权利要求10的锂二次电池用负极活性材料，其中所述非碳质材料的纳米晶体的平均粒径为1～10nm。

12.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中所述外壁包含基本上纯的非碳质材料，所述非碳质材料含有少于100ppm的杂质。

13.根据权利要求1的锂二次电池用负极活性材料，其中所述负极活性材料包含含多个纳米管的纳米管束。

14.一种制备锂二次电池用负极活性材料的方法，所述方法包括：

用有机官能团对选自硅、锗和锑中的至少一种非碳质材料进行改性；

将多孔无机氧化物膜浸没在用所述有机官能团改性的非碳质材料的溶液中；

对浸没的多孔无机氧化物膜进行热处理；以及

除去所述多孔无机氧化物膜。

15.根据权利要求14的方法，其中所述有机官能团是由C_nH_m表示的有机基团，并且n和m分别是1以上的整数。

16.根据权利要求15的方法，其中所述有机官能团是选自C1-30脂族有机基团、C3-30脂环族有机基团和C6-30芳族有机基团中的烃有机基团。

17.根据权利要求14的方法，其中所述多孔无机氧化物膜包含选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、铈土和氧化锆中的至少一种物质。

18.根据权利要求14的方法，其中在600～1000℃下进行所述热处理。

19.根据权利要求18的方法，所述方法在所述热处理之前还包括：在100～200℃下对浸没在所述非碳质材料的溶液中的所述多孔无机氧化物膜进行干燥。

20.根据权利要求14的方法，其中使用碱性或酸性材料来除去所述多孔无机氧化物膜。

21.一种锂二次电池，其包含：

包含正极活性材料的正极；

包含权利要求1至13中任一项的负极活性材料的负极；和

电解质。