[发明专利]硅负极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种硅负极材料，其特征在于，所述硅负极材料具有核壳结构，所述核中包括含硅物质，所述壳中包括含有-COOR的聚合物；其中，R为H和/或Si，经红外光谱测试，所述硅负极材料的红外谱图中，在1740-1760cm^-1处出现振动峰；

所述硅负极材料还含有含磷化合物，所述含磷化合物选自磷酸盐、亚磷酸盐和次磷酸盐的至少一种。

2.根据权利要求1所述的硅负极材料，其中，所述含硅物质选自单质硅和/或含硅合金。

3.根据权利要求2所述的硅负极材料，其中，所述含硅合金选自硅-铝合金、硅-镁合金、硅-锆合金和硅-硼合金中的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的硅负极材料，其中，所述含硅物质的中值粒径为0.05-5μm。

5.根据权利要求4所述的硅负极材料，其中，所述含硅物质的中值粒径为0.1-2μm。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的硅负极材料，其中，所述含有-COOR的聚合物的前体选自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚马来酸、聚丙烯酸锂、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和海藻酸锂中的至少一种。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的硅负极材料，其中，相对于所述含硅物质和含有-COOR的聚合物的总量，所述含硅物质的含量为60-95重量%，所述含有-COOR的聚合物的含量为5-40重量%。

8.根据权利要求7所述的硅负极材料，其中，相对于所述含硅物质和含有-COOR的聚合物的总量，所述含硅物质的含量为75-95重量%，所述含有-COOR的聚合物的含量为5-25重量%。

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的硅负极材料，其中，所述硅负极材料还含有石墨和/或导电剂，所述导电剂选自碳纳米管、石墨烯和炭黑中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的硅负极材料，其中，相对于100重量份所述含硅物质，所述石墨的含量为100-700重量份。

11.根据权利要求9所述的硅负极材料，其中，相对于所述含硅物质和含有-COOR的聚合物的总量，所述导电剂的含量为10-30重量%。

12.根据权利要求1-3中任意一项所述的硅负极材料，其中，所述磷酸盐选自无机磷酸盐。

13.根据权利要求12所述的硅负极材料，所述磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠和三聚磷酸钠中的至少一种。

14.根据权利要求1-3中任意一项所述的硅负极材料，其中，所述亚磷酸盐选自亚磷酸钠和/或亚磷酸氢钠。

15.根据权利要求1-3中任意一项所述的硅负极材料，其中，所述次磷酸盐选自次磷酸钠。

16.根据权利要求1-3中任意一项所述的硅负极材料，其中，相对于所述含硅物质和含有-COOR的聚合物的总量，所述含磷化合物的含量为0.1-0.5重量%。

17.一种制备硅负极材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）对硅源进行亲水预处理，再进行洗涤、干燥；

（2）将步骤（1）得到的产物与含有-COOH的聚合物和含磷化合物混合，所述含磷化合物选自磷酸盐、亚磷酸盐和次磷酸盐的至少一种；

（3）将步骤（2）得到的混合物进行干燥，然后在惰性气氛下进行退火处理，得到硅负极材料。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，步骤（1）所述亲水预处理包括：将硅源与食人鱼溶液混合。