[发明专利]锂离子电池用复合阳极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用复合阳极材料，包括阳极活性物质和包覆于所述阳极活性物质表面的包覆层，所述阳极活性物质为Si、SiO_x或硅合金，其中1≤x≤2，其特征在于，所述包覆层为具有网状结构的聚合物，所述聚合物是由具有以下结构式的聚合物前体交联而成：

                               

其中，X为O，S和N-R中的至少一种，R为H、具有1到12个碳原子的烷基、具有2到8个碳原子的碳烯基或具有6到14个碳原子的芳香基，m为1～100，n为10～1000；Y为反应性硅基团、含有碳碳双键的不饱和烃基、卤素或羧酸基；

所述包覆层占所述阳极材料的质量百分比为1-20%。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用复合阳极材料，其特征在于：所述聚合物为无规共聚物，并且所述聚合物的重均分子量为10,000～5,000,000。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池用复合阳极材料，其特征在于：所述包覆层占所述阳极材料的质量百分比为2～10%。

4.一种权利要求1至3任一项所述的锂离子电池用复合阳极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，先将聚合物前体溶于溶剂中，得到聚合物前体溶液，所述溶剂为水或有机溶剂，然后将阳极活性物质加入聚合物前体溶液中，搅拌后得到混合浆料，调节混合浆料的黏度为300-2000mPa·s；

第二步，将第一步制得的混合浆料转移至喷雾干燥机中进行喷雾干燥，干燥温度为50-150℃，得到干燥颗粒；       

第三步，对第二步得到的干燥颗粒进行交联处理，得到锂离子电池用复合阳极材料。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池用复合阳极材料的制备方法，其特征在于：当Y为反应性硅基团时，第一步所述溶剂为水，所述交联处理为向所述干燥颗粒的表面喷洒有机金属化合物的水溶液。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池用复合阳极材料的制备方法，其特征在于：所述有机金属化合物为乙酸二丁基锡或四异丙基钛，并且喷洒在所述干燥颗粒表面的所述有机金属化合物的质量为所述聚合物的质量的0.01%～2%。

7.根据权利要求4所述的锂离子电池用复合阳极材料的制备方法，其特征在于：当Y为含有碳碳双键的不饱和烃基时，第一步所述的混合浆料中还添加有交联剂，第三步所述交联处理为向所述干燥颗粒喷洒自由基引发剂的水溶液，所述交联剂为邻苯二甲酸二烯丙酯、过氧化二异丙苯或乙烯基三乙氧基硅烷，并且所述交联剂的质量为所述聚合物的质量的0.01%～2%，所述自由基引发剂为有机过氧化合物或偶氮化合物，并且所述自由基引发剂的质量为所述交联剂的0.1%～5%。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池用复合阳极材料的制备方法，其特征在于：所述有机过氧化合物包括过氧化苯甲酸、过氧环己酮或过氧二碳酸酯，所述偶氮化合物为2,2’-偶氮二异丁腈或2,2’-偶氮二（2-甲基丙酰胺）二水合物。

9.根据权利要求4所述的锂离子电池用复合阳极材料的制备方法，其特征在于：当Y为含有碳碳双键的不饱和烃基时，第一步所述的混合浆料中还添加有感光剂，并且所述感光剂的质量为所述聚合物的质量的0.01%～1%，第三步所述交联处理为使用紫外线照射所述干燥颗粒。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池用复合阳极材料的制备方法，其特征在于：所述感光剂为二乙氧基苯乙酮安息香甲醚或2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮。

11.根据权利要求4所述的锂离子电池用复合阳极材料的制备方法，其特征在于：当Y为卤素时，第一步所述的混合浆料中还添加有交联剂，所述交联剂为多胺类化合物、多硫醇类化合物或硫脲类化合物，并且所述交联剂的质量为所述聚合物的质量的0.1%～3%，第三步所述交联处理为将干燥颗粒在50℃～200℃下进行加热处理。

12.根据权利要求11所述的锂离子电池用复合阳极材料的制备方法，其特征在于：所述多胺类化合物为乙二胺、三亚乙基四胺或二甲胺基丙胺，所述多硫醇类化合物为1,10-葵二硫醇或2,3-二硫基吡嗪，所述硫脲类化合物为丙烯基硫脲或氨基硫脲。