[发明专利]一种具有纳米层级结构的硅基复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硅基复合材料，为纳米层级结构，其特征在于，从里到外依次包括：纳米硅基中心、导电金属中间层和碳包覆外层；

在碳包覆外层与导电金属中间层两者之间设置有空腔层；所述导电金属中间层与纳米硅基中心的表面相接触；

和/或；

在导电金属中间层与纳米硅基中心两者之间部分设置有空腔层，所述导电金属中间层与纳米硅基中心的表面剩余部分相接触。

2.根据权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述纳米硅基中心选自硅纳米颗粒、一氧化硅纳米颗粒、硅/一氧化硅复合物纳米颗粒或硅纳米线。

3.根据权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述导电金属选自铜、银、钼、金、钯、铱和铂中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的硅基复合材料，其特征在于，所述导电金属中间层在硅基复合材料中的质量分数为1～20％。

5.根据权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述碳包覆外层在硅基复合材料中的质量分数为10～30％。

6.根据权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，还包括：所述导电金属中间层自身具有孔洞和/或纳米硅基中心具有孔洞。

7.一种硅基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供纳米硅基材料；

(2)在所述纳米硅基材料表面，通过沉积工艺以一定次序复合导电金属和可被酸腐蚀的组分，得到一次复合材料；

(3)在所述一次复合材料表面包覆碳材料，得到二次复合材料；

(4)将所述二次复合材料与酸接触，去除其中可被酸腐蚀的组分而形成空腔层，得到具有层级结构的硅基复合材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述可被酸腐蚀的组分选自铁、钴、镍、氧化镁、氧化钙、氧化锌、铁氧化物、铜氧化物、钴氧化物、一氧化镍、氢氧化铁、氢氧化镍、氢氧化镁和氢氧化钙中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述导电金属与可被酸腐蚀的组分的摩尔比为1：(0.1～1000)。

10.如权利要求1～6任一项所述的硅基复合材料或权利要求7～9任一项所述的制备方法得到的硅基复合材料，作为负极材料在制备锂离子电池中的应用。