[发明专利]负极活性物质和包含负极活性物质的锂电池

权利要求书

1.一种负极活性物质，包含硅基合金，

其中，所述硅基合金包含硅、第一金属M₁和附加元素A；

所述第一金属M₁选自钛、钒、铬、铁、钴、镍、铜、锌、镓和锗；

所述附加元素A为选自碳、硼、钠、氮、磷、硫和氯中的至少一种；

所述附加元素A存在于所述硅基合金中和所述硅基合金的表面上；并且

所述硅基合金的内孔隙率在24％至35％的范围内，其中，所述内孔隙率通过数学公式1确定：

数学公式1

其中所述硅基合金的所述内孔隙率仅考虑到所述硅基合金内部存在的孔。

2.如权利要求1所述的负极活性物质，其中所述硅基合金包含：

含有所述Si和所述第一金属M₁的基质；

硅纳米颗粒；和

所述附加元素A，

其中所述硅纳米颗粒分散在所述基质中，并且所述附加元素A包含在所述基质中并布置在所述硅基合金的表面上。

3.如权利要求2所述的负极活性物质，其中所述基质包含含有Si和所述第一金属M₁的化合物相，并且所述硅纳米颗粒包含Si的单相。

4.如权利要求2所述的负极活性物质，其中所述基质的所述附加元素A的至少一部分呈硅化物的形式。

5.如权利要求1所述的负极活性物质，其中所述第一金属M₁为Fe。

6.如权利要求1所述的负极活性物质，其中所述硅基合金进一步包含氧原子。

7.如权利要求6所述的负极活性物质，其中所述硅基合金包含：

含有Si、所述第一金属M₁和所述O原子的基质；

硅纳米颗粒；和

所述附加元素A，

其中所述硅纳米颗粒分散在所述基质中，并且所述附加元素A存在于所述基质中和所述硅基合金的表面上。

8.如权利要求7所述的负极活性物质，其中所述基质包含含有Si和所述第一金属M₁的化合物相，以及含有Si和所述O原子的化合物相，并且

所述硅纳米颗粒包含Si的单相。

9.如权利要求8所述的负极活性物质，其中所述基质进一步包含含有所述第一金属M₁和所述O原子的化合物相。

10.如权利要求1所述的负极活性物质，其中所述硅基合金进一步包含第二金属M₂，所述第二金属M₂选自锰、钇、锆、铌、钼、银、锡、钽和钨。

11.如权利要求10所述的负极活性物质，

其中所述硅基合金由Si-M₁-M₂-A表示，

其中在所述硅基合金中，

基于Si、所述第一金属M₁和所述第二金属M₂的原子总数，Si的量在50原子％至90原子％的范围内，所述第一金属M₁的量在10原子％至50原子％的范围内，并且M₂的量在0原子％至10原子％的范围内，并且，

基于100重量份的所述Si、所述第一金属M₁和所述第二金属M₂的总量，所述附加元素A的总量在0.01重量份至20重量份的范围内，

其中所述附加元素A的总量为在所述硅基合金中的所述附加元素A的量和在所述硅基合金的表面上的所述附加元素A的量的总和。

12.如权利要求11所述的负极活性物质，其中，基于100重量份的所述Si、所述第一金属M₁和所述第二金属M₂的总量，所述附加元素A的总量在1重量份至9重量份的范围内。