[发明专利]锂电池的负极材料、制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂电池负极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

在惰性气氛下，将49wt％～99wt％的氧化亚硅SiO_x，0x2、1wt％～51wt％的含锂元素的化合物和1wt％～51wt％的氮化硅按质量比例混合均匀后置于500～1500℃环境中反应0.1～100小时，制备得到含锂硅氧氮的混合物或复合物；

将所述含锂硅氧氮的混合物或复合物与其它负极活性物质混合或复合，得到含锂硅氧氮的复合负极活性物质；所述其他负极活性物质包括：天然石墨、人造石墨、中间相微碳球、软碳、硬碳、碳纤维、多孔碳、炭黑、石墨烯、碳纳米管、钛酸锂、纳米硅、硅碳复合物、氧化亚硅、氧化亚硅碳复合物、单质锡、锡氧化物和锡钴碳中的一种或多种；

向水系或油系溶剂中依次加入粘结剂、导电添加剂和所述含锂硅氧氮的复合负极活性物质，混合均匀后涂覆在集流体表面，经干燥、辊压制备成所述锂电池负极。

2.根据权利要求1所述的锂电池负极的制备方法，其特征在于，在所述将所述含锂硅氧氮的混合物或复合物与其它负极活性物质混合或复合之前，所述方法还包括，对含锂硅氧氮的混合物或复合物进行碳包覆。

3.根据权利要求1所述的锂电池负极的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛包括氮气和/或氩气的气氛；

所述水系或油系溶剂包括水、N-甲基吡咯烷酮、甲苯、二甲苯、丙酮、己烷和庚烷中的一种或多种；

所述氧化亚硅、含锂元素的化合物和氮化硅的质量比为70～90：5～20：5～10。

4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法制备得到的锂电池负极，其特征在于，所述锂电池负极包括负极集流体和负载在所述负极集流体之上的负极材料。

5.根据权利要求4所述的锂电池负极的锂电池负极，其特征在于，所述负极材料包括含锂硅氧氮的复合负极活性物质、导电剂和粘结剂；

所述含锂硅氧氮的复合负极活性物质包括含锂硅氧氮的混合物或复合物与其它负极活性物质的混合物或复合物；所述其他负极活性物质包括：天然石墨、人造石墨、中间相微碳球、软碳、硬碳、碳纤维、多孔碳、炭黑、石墨烯、碳纳米管、钛酸锂、纳米硅、硅碳复合物、氧化亚硅、氧化亚硅碳复合物、单质锡、锡氧化物和锡钴碳中的一种或多种；

所述含锂硅氧氮的混合物或复合物为硅和化合物Li_aSi_bO_cN_d组成的混合物或复合物，或者，为硅、碳和化合物Li_aSi_bO_cN_d组成的混合物或复合物；其中，0a1，0b1，0c1，0d1；

硅分散在化合物Li_aSi_bO_cN_d的基质中，碳包覆在硅或化合物Li_aSi_bO_cN_d的表面，或者包覆在硅和化合物Li_aSi_bO_cN_d组成的混合物或复合物的表面；

在所述锂硅氧氮中，硅占1wt％～99wt％，锂硅氧氮化合物Li_aSi_bO_cN_d占1wt％～99wt％，碳占0wt％～80wt％。

6.根据权利要求4所述的锂电池的负极材料，其特征在于，导电添加剂包括乙炔黑、碳纳米管、导电石墨和碳纤维中的一种或多种；

粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、醋酸乙烯酯、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素衍生物、海藻酸、海藻酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚酰胺酸、聚酰胺酸钠、聚乙烯醇、淀粉、羟丙基纤维素、羟丙基纤维素钠、苯酚树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和丁苯橡胶中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的锂电池的负极材料，其特征在于，在所述负极材料中，复合负极活性物质占80wt％～99wt％，导电添加剂占0wt％～19wt％，粘结剂占1wt％～20wt％。