[发明专利]用于锂离子蓄电池阳极中的复合粉末、制造复合粉末的方法以及锂离子蓄电池

权利要求书

1.一种复合粉末，所述复合粉末用于锂离子蓄电池阳极中，其中所述复合粉末的颗粒包含碳基基质材料和包埋在该基质材料中的硅颗粒，其中所述硅颗粒和所述基质材料具有界面，所述界面的特征在于在该界面处存在Si-C化学键，并且所述界面不含结晶碳化硅。

2.根据权利要求1所述的复合粉末，其中所述复合粉末不含结晶碳化硅。

3.根据权利要求1或2所述的复合粉末，其中所述硅颗粒具有500nm或更小的平均粒度。

4.根据权利要求1或2所述的复合粉末，其中所述碳基质材料是沥青或热分解的沥青。

5.根据权利要求1或2所述的复合粉末，其中在所述界面处以下关系成立：3.5*(Si⁴⁺+Si³⁺)+1.5*(Si²⁺+Si¹⁺)2*O^2-，其中Si⁴⁺是四价带正电荷的Si原子的相对带电率，Si³⁺是三价带正电荷的Si原子的相对带电率，Si²⁺是二价带正电荷的Si原子的相对带电率，Si¹⁺是一价带正电荷的Si原子的相对带电率，并且O^2-是二价带负电荷的氧原子的相对带电率，全部以原子分数表示。

6.根据权利要求5所述的复合粉末，其中Si⁴⁺、Si³⁺、Si²⁺、Si¹⁺和O^2-是通过X射线光电子能谱测量确定的，由此确定Si⁴⁺和Si³⁺的总和以及Si²⁺和Si¹⁺的总和。

7.一种制造根据权利要求1或2所述的复合粉末的方法，所述方法包括以下步骤：

A：提供硅颗粒；

B：在所述硅颗粒上提供不含任何氧化物的表面，并使该表面与含碳化合物接触，以获得在所述硅颗粒的所述表面上的所述硅与所述含碳化合物之间的化学反应；

C：将所述硅颗粒与可以热分解成碳的碳前体混合；

D：热处理来自步骤C的产物，执行所述碳前体的热分解；

其特征在于在小于300℃的温度下进行步骤B。

8.根据权利要求7所述的方法，所述方法的特征在于在大于400℃且不超过1075℃的温度下进行步骤D。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法的特征在于在不超过1020℃的温度下进行步骤D。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，所述方法的特征在于所述硅颗粒具有500nm或更小的平均粒度。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，所述方法的特征在于步骤B的所述含碳化合物是无氧烃，其中所述烃是芳族化合物或具有多于四个碳原子的烷烃。

12.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，所述方法的特征在于步骤C的所述碳前体是沥青。

13.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，其是用于制备根据权利要求1至6中任一项所述的复合粉末的方法。

14.一种具有阳极的锂离子蓄电池，所述锂离子蓄电池包含根据权利要求1或2所述的复合粉末或形成于根据权利要求7至9中任一项所述的方法中的复合粉末。