[发明专利]LixSi复合材料及其制备方法和锂离子电池负极材料

权利要求书

1.一种Li_xSi复合材料，其特征在于，其包括内核和包覆于所述内核表面的壳层，所述内核为Li_xSi纳米颗粒，所述壳层为人工SEI膜；

其中，所述人工SEI膜由连续分布的LiF薄膜以及聚合态的含F高分子层构成。

2.根据权利要求1所述的Li_xSi复合材料，其特征在于，所述Li_xSi纳米颗粒的粒径小于或等于200nm，所述壳层的厚度小于50nm；

优选地，1.7x4.4。

3.一种如权利要求1或2所述的Li_xSi复合材料的制备方法，其特征在于，其包括：在所述Li_xSi纳米颗粒的表面反应形成所述人工SEI膜。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述Li_xSi纳米颗粒的表面反应形成所述人工SEI膜包括：

将所述Li_xSi纳米颗粒与含有氟源的溶液混合并在紫外光的照射下反应，其中，含有氟源的溶液为将氟源溶解分散于有机溶剂中所得；

优选地，将所述Li_xSi纳米颗粒加入含有氟源的溶液中，搅拌1～2小时，并且搅拌过程中，混合溶液处于紫外光的照射下。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氟源和所述Li_xSi纳米颗粒的质量比为1～2：5～10；

优选地，所述氟源包括全氟聚醚、聚四氟乙烯和氟化乙烯丙烯共聚物中的至少一种，优选，所述氟源为全氟聚醚；

优选地，所述有机溶剂为四氢呋喃，所述有机溶剂为氟源的质量比为50～100：1～2。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，将所述Li_xSi纳米颗粒与含有氟源的溶液反应后得到的混合浆料进行真空干燥；

优选地，将所述混合浆料至于干燥器中，抽负压保持4～6小时，再转移至真空过渡仓中真空加热至85～95℃，优选90℃，恒温4～6小时。

7.根据权利要求3～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述Li_xSi纳米颗粒主要由以下步骤制备得到：

将硅基前驱体与熔融态的金属锂混合并在冷却后进行球磨，以反应得到所述Li_xSi纳米颗粒；

优选地，先将金属锂完全熔融至澄清状，再加入干燥的硅基前驱体进行混合，冷却后再进行球磨；

优选地，所述硅基前驱体包括Si和SiO_x中的至少一种；

优选地，所述硅基前驱体和所述金属锂的质量比为0.5～2：0.5～2；

优选地，球磨时，球磨珠采用锆珠，所述锆珠的直径为3～5mm，进一步地，所述锆珠包括直径5mm的锆珠和直径3mm的锆珠，直径5mm的锆珠和直径3mm的锆珠的质量比为1.5～2.5：1，优选2：1；

优选地，球磨过程中，调控所述Li_xSi纳米颗粒与所述锆珠的质量比为1～2：2～5；

优选地，球磨的转速为350～450r/min，优选地，采用球磨18～22分钟，停机18～22分钟的运行方式，有效球磨时间为4～6小时，优选5小时。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在将所述硅基前驱体与熔融态的金属锂混合之前，将所述硅基前驱体进行真空干燥，干燥温度为100～120℃，干燥时间至少为10小时，优选10～14小时，更优选12小时，优选地，干燥过程中，保持全程抽气的操作。

9.一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上的活性物质包括如权利要求1～2任一项所述的Li_xSi复合材料或如权利要求3～8任一项所述的制备方法制备得到的Li_xSi复合材料。

10.一种锂离子电池，其特征在于，其包括如权利要求9所述的锂离子电池负极材料。