[发明专利]硅负极材料及其制备方法、负极极片和锂离子电池

权利要求书

1.一种硅负极材料，包括硅内核以及包覆在所述硅内核表面的缓冲包覆层和第一包覆层，其特征在于，所述第一包覆层为碳材料形成的包覆层，所述碳材料包含下列掺杂元素N、P、B、S、O、F、Cl、H中的至少一种。

2.如权利要求1所述的硅负极材料，其特征在于，所述缓冲包覆层为无定形碳材料形成的包覆层。

3.如权利要求2所述的硅负极材料，其特征在于，所述无定形碳材料和所述碳材料在所述硅内核表面形成一个双层包覆结构，所述无定形碳材料在所述双层包覆结构的内层，所述碳材料在所述双层包覆结构的外层。

4.如权利要求2所述的硅负极材料，其特征在于，所述无定形碳材料和所述碳材料在所述硅内核表面形成一个双层包覆结构，所述碳材料在所述双层包覆结构的内层，所述无定形碳材料在所述双层包覆结构的外层。

5.如权利要求2-4中任意一项所述的硅负极材料，其特征在于，所述无定形碳材料的质量为所述硅负极材料质量的0.1％-50％。

6.如权利要求2-5中任一项所述的硅负极材料，其特征在于，所述硅内核包括纯硅、氧化物复合硅材料、碳复合硅材料以及杂原子掺杂硅材料中的至少一种，其中，所述杂原子掺杂硅材料中包含N、P、S、B、O、F、Cl原子中的至少一种。

7.如权利要求2-6中任一项所述的硅负极材料，其特征在于，所述碳材料的质量为所述硅负极材料质量的0.1％-50％。

8.如权利要求2-7中任一项所述的负极材料，其特征在于，所述无定形碳材料以及所述碳材料在所述硅内核表面形成的包覆层的厚度为0.1-10微米。

9.一种制备硅负极材料的方法，其特征在于，包括：

将硅内核材料与无定形碳材料混合，通入保护气体并在400-1500℃下进行包覆及碳化处理，得到无定形碳材料包覆的材料；

将碳材料与所述无定形碳材料包覆的材料混合，通入所述保护气体并进行烧结处理，然后在500-1200℃的温度下保温1-12个小时，得到内层为无定形碳材料包覆、外层为碳材料包覆的所述硅负极材料，其中，所述碳材料包含掺杂元素N、P、B、S、O、F、Cl、H中的至少一种。

10.一种制备硅负极材料的方法，其特征在于，包括：

将硅内核材料与碳材料混合，并进行烧结处理，通入保护气体并在500-1200℃的温度下保温1-12个小时，得到碳材料包覆的材料，其中，所述碳材料包含掺杂元素N、P、B、S、O、F、Cl、H中的至少一种；

将所述碳材料包覆的材料与无定形碳材料混合，通入所述保护气体并在400-1500℃下进行包覆及碳化处理，得到内层为碳材料包覆、外层为无定形碳材料包覆的硅负极材料。

11.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的权利要求1至权利要求8中任一项所述的硅负极材料。

12.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子二次电池包括负极极片、正极极片、隔膜、非水电解液和外壳，其中，所述负极极片包括集流体以及涂覆在所述集流体上的权利要求1至权利要求8中任一项所述的硅负极材料。