[发明专利]含碳材料和包含该材料的锂二次电池

权利要求书

1.一种含碳材料，包含：

石墨颗粒，它有用X射线广角衍射法测量的小于0.337nm的002平面间隔d002；

复合颗粒，它配置和分布在石墨颗粒的表面附近，该复合颗粒包含Si和碳，并且其颗粒尺寸小于石墨颗粒的尺寸；和

非晶碳层，它有用X射线广角衍射法测量的大于0.37nm的002平面间隔d002，该非晶碳层是聚合物层，并且涂布在石墨颗粒和复合颗粒上而使它们结合在一起；

其中，该复合颗粒包含Si颗粒、配置和分布在Si颗粒表面附近的导电碳材料以及涂布在Si颗粒和导电碳材料上而使它们结合在一起的硬质碳材料层，所述Si颗粒由结晶Si相构成。

2.权利要求1的含碳材料，其中，所述结晶Si相中淀积有选自SiO₂相、SiC相和SiB₄相中的至少一种。

3.权利要求1的含碳材料，其中Si和碳的重量比是0.1∶99.9至50∶50。

4.权利要求2的含碳材料，其中P_SiO2/P_Si不小于0.005且不大于0.1；P_SiC/P_Si不小于0.005且不大于0.1，这里P_Si定义为Si相的(111)平面的衍射强度，P_SiO2定义为SiO₂相的(111)平面的衍射强度，P_SiC定义为SiC相的(111)平面的衍射强度，这些衍射强度均是用X射线广角衍射法测量的。

5.权利要求2的含碳材料，其中P_SiO2/P_Si不小于0.005且不大于0.1，P_SiC/P_Si不小于0.005且不大于0.1，P_SiB/P_SiO2不小于0.1且不大于5.0，P_SiB/P_SiC不小于0.1且不大于5.0，这里P_Si定义为Si相的(111)平面的衍射强度，P_SiO2定义为SiO₂相的(111)平面的衍射强度，P_SiC定义为SiC相的(111)平面的衍射强度，P_SiB定义为SiB₄的(104)平面的衍射强度，这些衍射强度均是用X射线广角衍射法测量的。

6.权利要求1的含碳材料，其中该石墨颗粒的颗粒尺寸范围是2至70μm，该复合颗粒的颗粒尺寸是不小于50nm且不大于2μm，非晶碳层的厚度是不小于50nm且不大于5μm。

7.权利要求1的含碳材料，其中该Si颗粒的颗粒尺寸不小于10nm且不大于2μm，该导电碳材料的电阻率不大于10^-4Ω·m，硬质碳层的挠性强度不小于500kg/cm²且厚度不小于10nm和不大于1μm。

8.权利要求1的含碳材料，其中该复合颗粒含量不少于1％重量且不大于25％重量。

9.权利要求1的含碳材料，其中该非晶碳层是通过热处理至少一种选自热塑性树脂、热固性树脂、以乙烯基为基础的树脂、以纤维素为基础的树脂、以苯酚为基础的树脂、以煤为基础的沥青材料、以石油为基础的沥青材料和以焦油为基础的材料的聚合物材料而得到的。

10.权利要求9的含碳材料，其中Si∶石墨∶聚合物的混合重量比为0.1∶99.8∶0.1至40∶40∶20。

11.一种锂二次电池，其包含权利要求1所述的含碳材料。