[发明专利]多孔硅-硅氧化物-碳复合物和其制备方法

权利要求书

1.一种多孔硅-硅氧化物-碳复合物，其包含硅氧化物-碳结构和硅粒子，其中

所述硅氧化物-碳结构包含多个微孔，

所述硅粒子均匀分布在所述硅氧化物-碳结构中，且

其中所述硅粒子的平均直径(D₅₀)为1nm至90nm，

其中所述多个微孔以如下方式形成：

在制备所述多孔硅-硅氧化物-碳复合物期间，除去所述硅氧化物-碳结构中包含的副产物，在原被副产物占据的位置处形成微孔。

2.根据权利要求1所述的多孔硅-硅氧化物-碳复合物，其中所述硅氧化物-碳结构为涂有碳的硅氧化物。

3.根据权利要求1所述的多孔硅-硅氧化物-碳复合物，其中所述硅粒子为硅纳米粒子、通过所述硅纳米粒子的团聚形成的硅次级粒子、或其两者。

4.根据权利要求1所述的多孔硅-硅氧化物-碳复合物，其中所述多孔硅-硅氧化物-碳复合物的所述微孔的平均孔径为0.5nm至10nm。

5.根据权利要求1所述的多孔硅-硅氧化物-碳复合物，其中所述硅粒子用催化剂材料腐蚀，并且所述催化剂材料为选自由以下材料组成的组的至少一种：氢氧化锂(LiOH)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化铷(RbOH)、氢氧化铯(CsOH)、氢氧化铵(NH₄OH)、氢氧化钙(Ca(OH)₂)和氢氧化镁(Mg(OH)₂)。

6.根据权利要求1所述的多孔硅-硅氧化物-碳复合物，其中所述多孔硅-硅氧化物-碳复合物的比表面积为100m²/g至500m²/g。

7.根据权利要求1所述的多孔硅-硅氧化物-碳复合物，其中所述多孔硅-硅氧化物-碳复合物的平均直径(D₅₀)为0.1μm至25μm。

8.一种负极活性材料，其包含根据权利要求1至7中任一项所述的多孔硅-硅氧化物-碳复合物。

9.一种负极，其包含根据权利要求8所述的负极活性材料。

10.一种锂二次电池，其包含根据权利要求9所述的负极。

11.一种制备多孔硅-硅氧化物-碳复合物的方法，其包括：

(a)制备包含硅源、硅氧化物源、碳源和催化剂材料的前体溶液的步骤，其中所述硅源包含硅纳米粒子，并且所述硅氧化物源通过使用所述催化剂材料腐蚀所述硅源而产生；

(b)进行所述前体溶液的喷雾热解来制备复合粒子的步骤，在所述复合粒子中，硅粒子均匀分布在硅氧化物-碳结构中；和

(c)除去在如此制备的所述复合粒子中由催化剂材料产生的副产物从而在所述硅氧化物-碳结构中形成孔的步骤。

12.根据权利要求11所述的制备多孔硅-硅氧化物-碳复合物的方法，其中步骤(a)的所述前体溶液的制备通过将所述硅源、所述碳源和所述催化剂材料溶解或分散在溶剂中来进行。

13.根据权利要求11所述的制备多孔硅-硅氧化物-碳复合物的方法，其中所述碳源为选自由以下物质组成的组的至少一种：柠檬酸、葡萄糖、纤维素、蔗糖、糖聚合物、多糖、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚乙烯基吡啶、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺和它们的共聚物。