[发明专利]一种锂离子电池负极材料及其制备方法和一种锂离子电池

权利要求书

1.一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是由热固性聚合物前驱体在低于1400℃的温度下碳化得到，所述热固性聚合物前驱体选自有机硅氧聚合物、有机硅氮聚合物、掺杂有机硅氧聚合物或掺杂有机硅氮聚合物；所述锂离子电池负极材料的通式为Si_xC_yM_z，其中M为VA族和VIA族元素的一种或多种，x>0，y>0.5x，0<z<2x。

2.根据权利要求1所述的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中，以非+4价状态存在的Si原子数占Si原子总数的比例≥50%。

3.根据权利要求1所述的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中Si原子与C原子形成的Si-C共价键总数小于硅原子数的两倍。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，M为VIA族元素中的一种，所述锂离子电池负极材料中的Si原子与M原子形成的Si-M二价键的总数小于硅原子数的一倍。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，M为VA族元素中的一种，所述锂离子电池负极材料中的Si原子与M原子形成的Si-M三价键的总数小于硅原子数的2/3倍。

6. 根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，M为O元素、N元素中的任意一种或其组合。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于， 0.8x<y<4x，0.05x<z<0.5x。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述热固性聚合物前驱体由含有可聚合基团的硅氧烷单体或含有可聚合基团的硅氮烷单体进行聚合反应得到。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述热固性聚合物前驱体由含有可聚合基团的硅氧烷单体或含有可聚合基团的硅氮烷单体与掺杂物混合后进行聚合反应得到；所述掺杂物能够溶解于所述含有可聚合基团的硅氧烷单体或含有可聚合基团的硅氮烷单体中；或者，所述掺杂物能够被所述含有可聚合基团的硅氧烷单体或含有可聚合基团的硅氮烷单体浸润并均匀分散。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述掺杂物选自聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚苯胺、碳纳米管、多孔碳、膨胀石墨、石墨烯、氧化石墨烯中的一种或多种。

11.根据权利要求8-10任一项所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述可聚合基团为含有定域C=C键的基团、含有离域C=C键的基团、羧基、羟基或氨基中的一种或多种。

12.权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将热固性聚合物前驱体在低于1400℃的温度下进行碳化，得到所述锂离子电池负极材料；其中，所述热固性聚合物前驱体选自有机硅氧聚合物、有机硅氮聚合物、掺杂有机硅氧聚合物或掺杂有机硅氮聚合物。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂有机硅氧聚合物或掺杂有机硅氮聚合物中的掺杂元素中含有C、VA族、VIA族元素的一种或多种。

14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述热固性聚合物前驱体由含有可聚合基团的硅氧烷单体或含有可聚合基团的硅氮烷单体进行聚合反应得到。

15.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述热固性聚合物前驱体由含有可聚合基团的硅氧烷单体或含有可聚合基团的硅氮烷单体与掺杂物混合后进行聚合反应得到；所述掺杂物能够溶解于所述含有可聚合基团的硅氧烷单体或含有可聚合基团的硅氮烷单体中；或者，所述掺杂物能够被所述含有可聚合基团的硅氧烷单体或含有可聚合基团的硅氮烷单体浸润并均匀分散。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂物选自聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚苯胺、碳纳米管、多孔碳、膨胀石墨、石墨烯、氧化石墨烯中的一种或多种。