[发明专利]一种具有核壳结构的纳米硅复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有核壳结构的纳米硅复合材料，其特征在于，所述复合材料的核层为纳米硅、壳层为固态电解质，其中固态电解质的含量为0.1wt％～5wt％，所述纳米硅的含量为95wt％-99.9wt％。

2.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的纳米硅复合材料，其特征在于，所述纳米硅为晶态纳米硅、非晶态纳米硅、晶态多孔纳米硅、非晶态多孔纳米硅、晶态碳包覆纳米硅、非晶态碳包覆纳米硅、晶态碳包覆多孔纳米硅、非晶态碳包覆多孔纳米硅中一种或多种；纳米硅D₅₀粒径为20-150nm。

3.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的纳米硅复合材料，其特征在于，所述固态电解质层的厚度为1nm-50nm，优选为1nm-20nm。

4.根据权利要求1或3所述的一种具有核壳结构的纳米硅复合材料，其特征在于，所述固态电解质为Li₂O-SiO₂-P₂O₅、Li₂O-SiO₂-B₂O₃或Li₂O-SiO₂-P₂O₅-B₂O₃体系。

5.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的纳米硅复合材料，其特征在于，所述固态电解质外还可以包覆一层碳层，所述碳层的厚度为1nm-20nm。

6.一种权利要求1-4任一所述的一种具有核壳结构的纳米硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在纳米硅表面制备一层二氧化硅层；

S2：将步骤S1得到的纳米硅干燥后和化合物混合均匀，其中，化合物由硼的氧化物、磷的氧化物中的一种或两种与锂的化合物组成；

S3：将步骤S2得到的混合物在保护气氛或真空中热处理得到表面为固态电解质的核壳纳米硅复合材料；

S4：将步骤S3得到的核壳纳米硅复合材料进行研磨。

7.一种权利要求1-5任一所述的一种具有核壳结构的纳米硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在纳米硅表面制备一层二氧化硅层；

S2：将步骤S1得到的纳米硅干燥后和化合物混合均匀，其中，化合物由硼的氧化物、磷的氧化物中的一种或两种与锂的化合物组成；

S3：将步骤S2得到的混合物在保护气氛或真空中热处理得到表面为固态电解质的核壳纳米硅复合材料；

S4：将步骤S3得到的核壳纳米硅复合材料进行研磨；

S5：将步骤S4得到的核壳纳米硅复合材料进行包碳处理。

8.根据权利要求6或7所述的一种具有核壳结构的纳米硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述锂的化合物为氧化锂、过氧化锂，碳酸锂、氢氧化锂、磷酸锂中的一种或多种；

或者，所述硼的氧化物为三氧化二硼；

或者，所述磷的氧化物为五氧化二磷。

9.根据权利要求6或7所述的一种具有核壳结构的纳米硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合均匀的方法为高混、V混、球磨、砂磨、搅拌中的一种或多种。

10.根据权利要求6或7所述的一种具有核壳结构的纳米硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述保护气氛为二氧化碳、氮气、氩气中一种或多种。