[发明专利]硅基负极材料的制备方法及设备

权利要求书

1.一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

在第一温度、特定压力下，使活性物质蒸发，获得蒸汽，所述活性物质包括硅元素，其中所述第一温度为1500℃-2500℃，所述特定压力为0.1Pa-10000Pa，所述硅元素的质量为所述活性物质总质量的39％-100％，所述活性物质包括单质硅和硅的氧化物；

在第二温度下、具有特定进气压力的非氧化性气体氛围中，使所述蒸汽冷凝形成粉体材料，所述第二温度低于所述第一温度，其中所述第二温度为300℃-1100℃，所述特定进气压力为0.1MPa-5MPa。

2.根据权利要求1所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，在所述活性物质蒸发时，还通入非氧化性气体，且所述非氧化性气体的进气速率与所述活性物质的蒸发速率的比值为1-100。

3.根据权利要求1所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述非氧化性气体包括惰性气体、氢气和碳源气体中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述非氧化性气体包括惰性气体和碳源气体，且所述碳源气体的质量占所述非氧化性气体总质量的0.1％-50％。

5.根据权利要求4所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体包括氮气、氩气和氦气中的至少一种，所述碳源气体包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、丙烷、丁烷、丁烯及戊烷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述活性物质还包括金属及金属氧化物。

7.根据权利要求1或6所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述粉体材料包括：

SiOx，0≤x≤1.6；

MySiOz，1≤y≤4，2≤z≤6，M为锂和镁中的至少一种；

其中，所述SiOx的质量为所述粉体材料总质量的50％-100％，所述MySiOz的质量为所述粉体材料总质量的0％-50％。

8.根据权利要求7所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述粉体材料还包括：碳包覆层，所述碳包覆层全部或部分包覆所述SiOx和MySiOz。

9.一种制备硅基负极材料的设备，其特征在于，包括：

加热蒸发装置，在第一温度和特定压力下，使活性物质蒸发，获得蒸汽；

真空发生装置，包括：

文丘里腔室，所述文丘里腔室包括连通的截面减小区、截面恒定区以及截面增大区；

第一气体入口，位于所述截面减小区一端，用于通入具有特定进气压力的非氧化性气体；

第二气体入口，位于所述截面减小区或所述截面恒定区，与所述加热蒸发装置相通，用于通入所述蒸汽，且具有第二温度，所述第二温度低于所述第一温度，使所述蒸汽冷凝形成粉状材料；

出料口，位于所述截面增大区一端，用于输出所述非氧化性气体和所述粉状材料。

10.根据权利要求9所述的制备硅基负极材料的设备，其特征在于，还包括：收集装置，与所述出料口连接，用于收集所述非氧化性气体和粉状材料。

11.根据权利要求10所述的制备硅基负极材料的设备，其特征在于，还包括：气路循环装置，一端连接所述第一气体入口，另一端连接所述收集装置。

12.根据权利要求11所述的制备硅基负极材料的设备，其特征在于，还包括：气体增压与预热装置，用于对循环利用的非氧化性气体进行预热和增压。

13.根据权利要求10所述的制备硅基负极材料的设备，其特征在于，所述加热蒸发装置的加热方式为中频感应加热或硅钼棒加热，所述收集装置包括过滤收集器和旋风收集器中的至少一种。