[发明专利]硅氧复合负极材料、其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种硅氧复合负极材料，其特征在于，所述硅氧复合负极材料为核壳结构，所述核包括纳米硅和SiOx，其中0＜x＜1.2，所述壳包括Li₂SiO₃。

2.根据权利要求1所述的硅氧复合负极材料，其特征在于，所述壳还包括导电物质，所述导电物质分散在壳的内部和/或表面；

优选地，所述核中的纳米硅和SiOx形成以SiOx为海，纳米硅团簇为岛的海岛结构；

优选地，所述壳的厚度为50nm-2000nm；

优选地，所述导电物质包括无机碳材料和/或导电聚合物；

优选地，所述无机碳材料包括裂解碳、碳纤维、碳纳米管及导电炭黑中的至少一种；

优选地，所述导电聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及聚乙炔中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的硅氧复合负极材料，其特征在于，所述核中，纳米硅与SiOx的质量比为0.05:1-0.7:1；

优选地，所述壳中，Li₂SiO₃与导电物质的质量比为1:0.01-1:0.6。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的硅氧复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将硅源与锂源混合，进行热处理，得到含有Li₂SiO₃的复合材料；

将所述含有Li₂SiO₃的复合材料置于酸中，浸渍，得到所述硅氧复合负极材料；其中，所述硅源的通式为SiOy，0＜y＜2。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

所述锂源为不含氧的锂化合物；

优选地，所述锂源包括氢化锂、氨基锂、烷基锂、锂单质及硼氢化锂中的至少一种；

优选地，所述硅源与锂源的质量比为1:0.02-1:0.20；

优选地，所述热处理在非氧化性气氛下进行；

优选地，所述热处理的气氛包括氢气气氛、氮气气氛、氦气气氛、氖气气氛、氩气气氛、氪气气氛及氙气气氛中的至少一种；

优选地，所述热处理的温度为300℃-1000℃，优选为450℃-800℃；

优选地，所述热处理的时间为2h-8h；

优选地，所述热处理之后，所述浸渍之前，还包括将热处理得到的产物进行冷却和筛分的步骤。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述酸为硝酸和氢氟酸混合形成的混酸；

优选地，所述酸为硝酸和氢氟酸按照质量比为1:0.5-1:3混合形成的混酸；

优选地，所述浸渍的时间为20min-90min；

优选地，所述制备方法还包括步骤：将浸渍后的固体产物用水洗涤至中性。

7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述硅源的制备方法包括：

在保护性气氛下对Si和SiO₂的混合物进行加热，产生硅氧化物气体后对所述硅氧化物气体进行冷却，对冷却得到的固体进行整形得到硅源；

优选地，所述整形的方法包括破碎、球磨及分级中的至少一种；

优选地，所述加热的温度为900℃-1500℃；

优选地，所述保护性气氛包括氮气气氛、氦气气氛、氖气气氛、氩气气氛、氪气气氛及氙气气氛中的至少一种。

8.根据权利要求4-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将所述浸渍得到的产品与导电物质融合，得到含有导电物质的硅氧复合负极材料；

优选地，所述融合在融合机中进行。