[发明专利]一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池硅碳复合负极材料，其特征在于，包含硅碳复合层和碳材料基体。

2.如权利要求1所述的锂离子电池硅碳复合负极材料，其特征在于，所述锂离子电池硅碳复合负极材料通过将硅碳有机物前驱体气相沉积于碳材料基体上得到；

优选地，所述硅碳有机物前驱体包括有机硅烷，特别优选，包括有机硅烷和烃类；

优选地，所述有机硅烷为烃基硅烷和/或烃基卤硅烷，进一步优选为烷基硅烷和/或烷基氯硅烷，更优选为C1-C3烷基硅烷和/或C1-C3烷基氯硅烷，特别优选为四甲基硅烷、四乙基硅烷、一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷中的1种或至少2种的组合。

3.如权利要求1或2所述的锂离子电池硅碳复合负极材料，其特征在于，所述烃类优选为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃中的1种或至少2种的组合，进一步优选为C1-C6烷烃、C2-C6烯烃、C2-C6炔烃中的1种或至少2种的组合，特别优选为甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述碳材料基体为炭黑、天然石墨、石墨球、空心碳球、中间相碳微球、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的1种或至少2种的组合。

4.如权利要求1-3任一项所述的锂离子电池硅碳复合负极材料，其特征在于，所述气相沉积温度优选为300～2000℃，进一步优选为600～1700℃，特别优选为700～1500℃；

优选地，所述气相沉积压力为3Mpa以下，进一步优选为2Mpa以下，特别优选为0～1Mpa；

优选地，所述气相沉积时间为0.2小时以上，进一步优选为0.3～48小时，更优选为0.4～30小时，特别优选为1.5～24小时。

5.一种如权利要求1-4任一项所述锂离子电池硅碳复合负极材料的制备方法，包括：通过将硅碳有机物前驱体气相沉积在碳材料基体上，获得锂离子电池硅碳复合负极材料。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碳材料基体优选为炭黑、天然石墨、石墨球、空心碳球、中间相碳微球、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述气相沉积在保护气氛下进行；

优选地，所述硅碳有机物前驱体包括有机硅烷，特别优选，还包括烃类。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述有机硅烷为烃基硅烷和/或烃基卤硅烷，进一步优选为烷基硅烷和/或烷基氯硅烷，更优选为C1-C3烷基硅烷和/或C1-C3烷基氯硅烷，特别优选为四甲基硅烷、四乙基硅烷、一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述烃类为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃中的1种或至少2种的组合，进一步优选，为C1-C6烷烃、C2-C6烯烃、C2-C6炔烃中的1种或至少2种的组合，特别优选为甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔中的1种或至少2种的组合。

8.如权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，所述保护气氛优选为氮气、氦气、氩气、氖气中的1种或至少2种的组合，特别优选为氮气、氦气、氩气中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述硅碳有机物前驱体溶解于溶剂后，进行气相沉积；优选地，所述溶剂为乙醚、丙酮、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺中的1种或至少2种的组合，特别优选为丙酮、苯、甲苯、二甲苯中的1种或至少2种的组合。

9.如权利要求5-8任一项所述的方法，其特征在于，所述气相沉积温度为300～2000℃，进一步优选为600～1700℃，特别优选为700～1500℃；

优选地，所述气相沉积压力为3Mpa以下，进一步优选为2Mpa以下，特别优选为0～1Mpa。

10.如权利要求5-9任一项所述的方法，其特征在于，所述气相沉积时间为0.2小时以上，进一步优选为0.3～48小时，更优选为0.4～30小时，特别优选为1.5～24小时；

优选地，所述气相沉积所用反应设备为固定床、搅拌床、流化床中的1种。