[发明专利]复合材料、制备方法及包含其的锂离子电池负极材料和锂离子电池

权利要求书

1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述锂离子电池负极材料包括负极材料A、负极材料B和负极材料C；

其中：所述负极材料A为复合材料；所述复合材料由内至外依次包括：实心内核、纳米硅层和纳米碳层；

提供实心内核，然后将至少一层的纳米硅层、至少一层的纳米碳层包覆于实心内核表面，得到复合材料；所述纳米硅层、纳米碳层在复合材料中相邻两层不相同，所述纳米碳层设置于复合材料的最外层；

所述实心内核主要由基体材料组成，所述基体材料的平均粒径为0.03～3μm；

所述基体材料包括天然石墨、人造石墨、膨胀石墨、硬碳、软碳、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳、碳黑、碳纳米管、石墨烯、锡的氧化物、锡的复合氧化物、一氧化硅、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、碳酸钙、氧化铝、氧化镁或碳酸镁中的任意一种；

所述纳米碳层的厚度为1～100nm；

所述负极材料B主要由负极材料A和辅料混合后干燥制得；

所述负极材料C包括负极材料B和纳米碳层a，所述纳米碳层a包覆于负极材料B表面。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述基体材料的平均粒径为0.05～1μm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述纳米碳层的厚度为2～50nm。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述锂离子电池负极材料包括负极材料A、负极材料B和负极材料C；

所述复合材料由内至外依次包括：实心内核、纳米硅层和纳米碳层；

提供实心内核，然后将至少一层的纳米硅层、至少一层的纳米碳层包覆于实心内核表面，得到复合材料；所述纳米硅层、纳米碳层在复合材料中相邻两层不相同，所述纳米碳层设置于复合材料的最外层；

所述实心内核主要由基体材料组成，所述基体材料的平均粒径为0.05～1μm；

所述基体材料包括天然石墨、人造石墨、膨胀石墨、硬碳、软碳、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳、碳黑、碳纳米管、石墨烯、锡的氧化物、锡的复合氧化物、一氧化硅、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、碳酸钙、氧化铝、氧化镁或碳酸镁中的任意一种；

所述纳米碳层的厚度为2～50nm；

所述负极材料B主要由负极材料A和辅料混合后干燥制得；

所述负极材料C包括负极材料B和纳米碳化硅层，所述纳米碳化硅层包覆于负极材料B表面。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述锂离子电池负极材料包括负极材料A、负极材料B和负极材料C；

所述复合材料由内至外依次包括：空心内核、第一纳米碳层、第一纳米硅层、第二纳米碳层；

去除实心内核制备空心内核的步骤包括：使用酸性溶液将基体材料溶解，随后煅烧，制得不包含基体材料的空心复合材料；

具体方法为：将复合材料与酸溶液或碱溶液进行混匀，随后固液分离，再通过洗涤和过滤将残留的溶液移除，最后通过干燥或焙烧的方式获得不含液体的具有空心内核的复合材料；

所述的去除实心内核制备空心内核所使用的酸溶液是盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、甲酸、乙酸中的一种或两种以上的混合物；

所述基体材料包括锡的氧化物、锡的复合氧化物、一氧化硅、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、碳酸钙、氧化铝、氧化镁或碳酸镁中的任意一种；

所述纳米碳层的厚度为1～100nm；

所述负极材料B主要由负极材料A和辅料混合后干燥制得；

所述负极材料C包括负极材料B和纳米碳层a，所述纳米碳层a包覆于负极材料B表面。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述的去除实心内核制备空心内核所使用的碱溶液是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨水、氨基钠、甲醇钠中的一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求1～6任一项所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极材料B中，负极材料A与辅料的质量比为1:0.02～0.6。