[发明专利]硅碳复合物的制备方法、硅碳复合物、负极材料及锂离子电池

权利要求书

1.一种硅碳复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供碳氢燃料和氧化剂至燃烧室，使所述碳氢燃料在所述燃烧室中形成燃烧火焰；

提供前驱体至所述燃烧火焰，所述前驱体在所述燃烧火焰中不完全燃烧生成碳化产物分布在所述燃烧室中；以及

提供硅粉至所述燃烧室，所述硅粉与分布在所述燃烧室中的所述碳化产物反应生成具有碳包覆层的硅碳复合物；

其中，所述前驱体为纤维素和葡萄糖中的一种或多种；所述碳化产物包括能够与所述硅粉结合的有机基团；

所述硅粉的粒径为500nm~10μm；

所述提供前驱体至所述燃烧火焰步骤包括：将所述前驱体分散至分散介质中制得前驱体分散体系；将所述前驱体分散体系持续通入所述燃烧火焰中；其中，所述分散介质包括气态分散介质和/或液态分散介质，所述分散介质为惰性气体或燃烧后生成二氧化碳和/或水的化合物；

所述持续提供硅粉至所述燃烧室步骤包括：将所述硅粉分散至载气中制得硅粉分散体系；将所述硅粉分散体系持续通入所述燃烧室中；其中，所述载气为惰性气体。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合物的制备方法，其特征在于，当所述分散介质为液态分散介质时，将所述前驱体分散体系雾化后持续通入所述燃烧火焰中。

3.根据权利要求1所述的硅碳复合物的制备方法，其特征在于，所述燃烧火焰的温度为900K~2100K。

4.根据权利要求1所述的硅碳复合物的制备方法，其特征在于，所述前驱体持续提供至所述燃烧火焰，所述硅粉持续提供至所述燃烧室，所述前驱体与所述硅粉的质量流量比为1:2~3:1。

5.根据权利要求4所述的硅碳复合物的制备方法，其特征在于，所述前驱体与所述硅粉的质量流量比为1:1~2:1。

6.一种硅碳复合物，其特征在于，所述硅碳复合物由权利要求1至5任意一项所述的硅碳复合物的制备方法制备而成；

所述硅碳复合物包括硅粉以及包覆在所述硅粉上的碳包覆层；

其中，所述碳包覆层的厚度为3nm~50nm。

7.根据权利要求6所述的硅碳复合物，其特征在于，所述碳包覆层的厚度为20nm~40nm。

8.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括如权利要求6或7所述的硅碳复合物以及含碳颗粒，所述硅碳复合物与所述含碳颗粒的重量比为1:1000~1:4；

其中，所述含碳颗粒的粒径D₅₀为10μm~50μm；比表面积小于1.0m²/g ；含碳量大于99.8％。

9.根据权利要求8所述的负极材料，其特征在于，所述硅碳复合物与所述含碳颗粒的重量比为1:200~1:10。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求8或9所述的负极材料。