[发明专利]一种氮自掺杂碳包覆氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮自掺杂碳包覆氧化亚硅负极材料制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将质量比为1：(0.4-0.6）的三甲苯与二嵌段共聚物或三嵌段共聚物，放入50%酒精水溶液中，并进行搅拌，搅拌转速为200-300r/min；所述三甲苯为邻三甲苯、均三甲苯、偏三甲苯中的一种；所述二嵌段共聚物或三嵌段共聚物可选自F127共聚物、聚苯乙烯-b-聚丙烯酸、聚苯乙烯-b-聚乙二醇、聚乙二醇-b-聚乙烯亚胺、聚已内酯-b-聚乙烯亚胺、明胶-巯基中的一种；

(2)取一定量丙烯酸酯单体或多巴胺溶于去离子水溶液中，比例为1：100，形成丙烯酸酯单体水溶液或多巴胺水溶液，再将丙烯酸酯单体水溶液或多巴胺水溶液等比例加入步骤（1）中，搅拌2-4h;

(3)在步骤（2）的混合溶液中滴加20-30wt%氨水，将pH调节成碱性，搅拌2-4h，聚合形成胶体状混合物质A；

(4)将步骤（3）中得混合物质A与足量的乙醇溶液于水热反应釜中进行反应，水热反应温度为90-120℃，水热反应时间为2-4h，再置于有惰性气体保护的罐式气氛炉中进行升温，升温速率为5-10℃/min，升温至600-800℃，保持2-8h，再自然冷却至常温取出，制得氮自掺杂碳包覆层；所述的惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气的一种或多种组合；

(5)将质量比为1：(4-8)的硅酸盐溶于50%的酒精溶液中，再取步骤(4)中得到的氮自掺杂碳包覆层加入溶液中，磁力搅拌2-4h，并逐步加注乙醇，搅拌转速为200-300r/min，再进行离心处理，离心转速为6000-8000 r/min，离心时间为10-20min，得到沉淀物；所述硅酸盐可选自硅酸钠、硅酸钙、硅酸钾、硅酸镁、硅酸铝、硅酸铁的一种或多种组合；

(6)将步骤(5)中的沉淀物与等量的镁粉混合置于管式炉中，流量为100L/min惰性气体保护下，150-200℃热解2-4h，再升温至700-800℃保持4-8h，降至常温取出，再用1mol/L的酸淋洗去除杂质，烘干得到氮自掺杂碳包覆氧化亚硅负极材料，所述酸为盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硝酸、碳酸、硫酸的一种或多种组合。

2.一种如权利要求1所述制备方法制备得到的氮自掺杂碳包覆氧化亚硅负极材料。

3.权利要求2所述的氮自掺杂碳包覆氧化亚硅负极材料作为锂离子电池负极材料的应用。

4.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的如权利要求2所述的氮自掺杂碳包覆氧化亚硅负极材料。

5.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括负极极片、正极极片、隔膜、非水电解液和外壳，其中，所述负极极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的如权利要求2所述的氮自掺杂碳包覆氧化亚硅负极材料。