[发明专利]具有核壳结构的锂电池用负极材料及锂电池

权利要求书

1.一种具有核壳结构的锂电池用负极材料，其特征在于，所述负极材料为具有核壳结构的硅碳复合材料；

其中，所述负极材料的内核为氧化硅烯或硅烯与缓冲材料的复合材料，外壳为具有保护作用的碳、碳颗粒、碳纤维或碳纳米管构成的一层或多层包覆层或者颗粒层；

所述氧化硅烯占所述负极材料的质量比为5％-95％；

所述缓冲材料为所述氧化硅烯质量的1％-300％；

所述外壳占所述负极材料的质量比为0.1％-10％；

所述负极材料的拉曼光谱中，在475±10cm^-1具有非晶鼓包，和/或在510±10cm^-1具有晶态峰；且在1360±20cm^-1和1580±20cm^-1具有碳的特征峰；

所述负极材料在锂电池循环后仍然保持核壳结构，其中，循环后内核为脱嵌锂的氧化硅烯或硅烯与缓冲材料的复合材料，其中脱嵌锂的氧化硅烯或硅烯由金属硅、锂硅合金、掺杂的金属硅、掺杂的锂硅合金、硅酸锂、氧化锂、复合硅酸化合物、复合氧化物中的一种或者几种复合而成；外壳为碳包覆层以及与锂电池循环副反应产生的固态电解质界面SEI膜的复合材料。

2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，

所述氧化硅烯的通式为SiA_xO_y，x大于等于0且小于10，y大于0且小于10；

所述硅烯的通式为SiA_x，x大于等于0且小于10；

其中，A为Be、B、P、N、Na、Mg、Al、Ti、Li、Mg、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Ga、Ge、Mo、Sn、Ag、Bi、Pb、Sb或Ba元素中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述氧化硅烯具有片状结构，其厚度为1-500nm，大小为10nm-10μm；且其中至少包含一种金属硅相。

4.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述缓冲材料包括：碳、炭黑、碳纳米管、天然石墨、人造石墨、膨胀石墨、微孔石墨、石墨片、纳米金属颗粒或金属纤维中的一种或者几种的组合，用于缓冲所述氧化硅烯或硅烯材料在充放电过程中的体积变化造成的材料膨胀收缩。

5.根据权利要求4所述的负极材料，其特征在于，所述缓冲材料的粒径为10nm-20微米，且所述缓冲材料在脱嵌锂过程中的体积变化不超过50％。

6.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料作为锂离子电池负极材料的质量比容量为400-2500mAh/g。

7.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括权利要求1-6任一所述的负极材料。

8.根据权利要求7所述的负极极片，其特征在于，所述负极极片用于锂离子电池、锂离子电容器、锂硫电池或全固态锂电池。

9.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括上述权利要求1-6任一所述的负极材料。