[发明专利]硅碳复合材料及其制备方法、负极以及电池

权利要求书

1.一种硅碳复合材料，其特征在于，包括：

硅纳米颗粒；

金属层，所述金属层包覆于所述硅纳米颗粒的表面；

碳材料层，所述碳材料层包覆于所述金属层的表面。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述金属层的材质包括铁、铝、铜、钛或镍中的至少一种，优选为铜；

优选地，所述金属层的厚度为1-50nm，优选为3-10nm。

3.根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述碳材料层包括石墨碳层和无定形碳层，所述石墨碳层包覆于所述金属层的表面，所述无定形碳层包覆于所述石墨碳层的表面；

优选地，所述碳材料层的厚度为1-50nm，优选为10-20nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的硅碳复合材料，其特征在于，所述硅纳米颗粒的粒径为10nm-500μm，优选为80-120nm；

优选地，所述硅纳米颗粒为单分散的硅纳米颗粒。

5.根据权利要求1-3任一项所述的硅碳复合材料，其特征在于，基于所述硅碳复合材料的总质量，所述硅纳米颗粒的含量为50-90wt％，金属层的含量为0.1-10wt％，碳材料层的含量为10-50wt％；

优选地，基于所述硅碳复合材料的总质量，所述硅纳米颗粒的含量为60-75wt％，金属层的含量为2-5wt％，碳材料层的含量为25-40wt％。

6.一种权利要求1-5任一项所述的硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

在所述硅纳米颗粒的表面包覆形成所述金属层；

在所述金属层的表面包覆形成所述碳材料层，得到所述硅碳复合材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，包括：

将所述硅纳米颗粒、金属盐溶液以及作为碳源物质的聚合物单体混合，然后在氧化剂的作用下进行聚合反应，反应后得到中间产物；所述中间产物经热解后，得到所述硅碳复合材料；

优选地，所述氧化剂包括浓盐酸、浓硝酸、过硫酸铵以及高锰酸钾中的至少一种；

优选地，所述金属盐溶液包括金属硝酸盐溶液、金属硫酸盐或金属氯化盐中的至少一种；

优选地，所述聚合物单体包括吡咯、苯胺、丙烯腈以及多巴胺中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在惰性气氛下进行所述热解；

优选地，所述热解的温度为500-1200℃。

9.一种负极，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的硅碳复合材料。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求9所述的负极。