[发明专利]一种硅基负极材料及其制备方法和应用、电池

权利要求书

1.一种硅基负极材料，其特征在于，其为核壳结构，所述核壳结构中，内核包括硅晶粒、硅氧化物和金属硅酸盐；壳层为碳包覆层；

其中，所述金属硅酸盐包括第一金属元素硅酸盐和第二金属元素硅酸盐；所述第一金属元素硅酸盐和所述第二金属元素硅酸盐在所述内核中均匀分布；

在所述硅基负极材料的XRD图谱中，在25°至30°之间出现强度为1000至2000的特征衍射峰。

2.如权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅晶粒的尺寸为0-50nm且不为0，优选为0-30nm且不为0，更优选为3-13nm，例如4.2nm、4.7nm、6.5nm、6.8nm、8nm、8.3nm、8.8nm、9.2nm、10nm、10.5nm、11.5nm、12.5nm或13nm；

和/或，所述硅氧化物的含量为65-99.8％，％是指硅氧化物占硅基负极材料的质量百分比；

和/或，所述金属硅酸盐的分子式为M_ySiO_z，0y10，0z10，M表示金属元素；

和/或，所述第一金属元素硅酸盐中的第一金属元素和所述第二金属元素硅酸盐中的第二金属元素各自独立地为Li、Na、K、Rb、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Ag、Tl、Sc、Cu、Hg、Ti、Cr、Fe、Co或Ni，优选为Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Al、Ga、In、Sn、Pb、Ag、Fe、Co或Ni，例如Mg、Li、Al、Zn、Ag或Cd；

优选地，所述第一金属元素和所述第二金属元素的组合为“Mg和Li”、“Li和Mg”、“Mg和Al”、“Al和Mg”、“Al和Zn”、“Zn和Al”、“Mg和Zn”、“Zn和Mg”、“Zn和Ag”、“Ag和Zn”、“Cd和Zn”或“Zn和Cd”；

和/或，以金属元素的质量计，所述第一金属元素硅酸盐和所述第二金属元素硅酸盐的质量比为1:(0.1-1)，例如1:0.1、1:0.2、1:0.25、1:0.4、1:0.75或1:1；

优选地，所述第一金属元素和所述第二金属元素的组合为“Mg和Al”，质量比为1：(0.6-0.8)，例如1:0.75；

优选地，所述第一金属元素和所述第二金属元素的组合为“Al和Mg”，质量比为1：(0.6-0.8)，例如1:0.75；

优选地，所述第一金属元素和所述第二金属元素的组合为“Mg和Li”，质量比为1：(0.1-0.3)，例如1:0.2；

和/或，所述金属硅酸盐的含量为0.1-40％，优选为0.1-30％，更优选为0.1-20％，例如8％、9.2％、9.7％、10.7％、11.2％或17.7％，％是指金属硅酸盐占硅基负极材料的质量百分比。

3.如权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述金属硅酸盐还包括第三金属元素硅酸盐，所述第三金属元素硅酸盐在所述内核中均匀分布；

优选地，所述第三金属元素硅酸盐中的第三金属元素为Li、Na、K、Rb、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Ag、Tl、Sc、Cu、Hg、Ti、Cr、Fe、Co或Ni，优选为Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Al、Ga、In、Sn、Pb、Ag、Fe、Co或Ni，例如Mg、Li、Al、Zn、Ag或Cd；

优选地，所述第一金属元素、第二金属元素和第三金属元素的组合为“Mg、Al和Li”；

优选地，以金属元素的质量计，所述第三金属元素硅酸盐的质量不超过三种金属金属元素硅酸盐质量总和的30％；

优选地，所述第一金属元素硅酸盐、第二金属元素硅酸盐和第三金属元素硅酸盐的质量比为1:(0.1-1):(0.1-1)，例如1:0.25:0.25或1:0.25:0.125；

更优选地，所述第一金属元素、第二金属元素和第三金属元素的组合为“Mg、Al和Li”，质量比为1：(0.1-0.3)：(0.1-0.3)，例如1:0.25:0.25或1:0.25:0.125。