[发明专利]一种二次包覆的硅碳复合材料、其制备方法以及使用该材料的电极和电化学装置

权利要求书

1.一种二次包覆的碳硅复合材料，其特征在于，

该碳硅复合材料包括石墨颗粒，以及包覆在石墨颗粒上的碳硅层，

其中，所述碳硅层是空心硅与碳形成的混合物层，在碳硅层中包含了一次包覆物颗粒，所述一次包覆物颗粒是指碳包覆在空心硅上而形成的颗粒，

所述碳硅复合材料的比表面积是2～2.5m²/g，

所述石墨颗粒的粒径在1-30μm之间；

所述一次包覆物颗粒的空心硅的空腔的粒径在10-50nm之间，该空心硅的粒径在30-100nm之间，且石墨外层包覆的硅碳层厚度在0.1-2μm之间，

所述碳硅复合材料中，碳与硅的重量比为97：3～80：20。

2.一种二次包覆的碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将空心硅和碳前体以1：1至3：1的重量比置于搅拌机中混匀，然后加热至80-120℃以5000-15000r/min转速搅拌20-60分钟后得到外层混合物；

2)将步骤1)中得到的外层混合物和石墨以1：9至2：8的重量比置于搅拌机中混匀，然后加热至80-120℃以5000-15000r/min转速搅拌1-2小时，再以50-100r/min低转速搅拌2-6小时得到包覆的石墨颗粒；

3)将步骤2)中得到的包覆的石墨颗粒在惰性气氛下在950-1050℃下加热3-12小时，然后降温以得到所述二次包覆的碳硅复合材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其中

在步骤1)中，所述加热温度是100-120℃，以及所述转速是8000-10000r/min。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其中

所述碳前体选自蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、沥青、聚氯乙烯或聚丙烯腈。

5.一种使用如权利要求1所述的二次包覆的碳硅复合材料制备的负极。

6.一种使用如权利要求1所述的二次包覆的碳硅复合材料制备的电化学装置。

7.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，所述电化学装置是锂离子电池或者超级电容器。