[发明专利]磷掺杂硅‑石墨复合材料及含有其的负极材料和锂离子电池

权利要求书

1.一种磷掺杂硅-石墨复合材料，其特征在于，所述磷掺杂硅-石墨复合材料中含有磷掺杂的N型硅和石墨。

2.根据权利要求1所述的磷掺杂硅-石墨复合材料，其特征在于，磷元素在所述磷掺杂硅-石墨复合材料中的质量百分含量为0.15％至1.5％；

石墨在所述磷掺杂硅-石墨复合材料中的质量百分含量为30％至70％。

3.根据权利要求1所述的磷掺杂硅-石墨复合材料，其特征在于，所述磷掺杂硅-石墨复合材料中粒径在0.1μm～0.5μm之间的颗粒占所述磷掺杂硅-石墨复合材料全部颗粒的质量比不低于90％。

4.权利要求1至3任一项所述磷掺杂硅-石墨复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将含有硅与磷的混合物I在保护气体气氛下进行球磨，得到前驱体；

(2)将含有步骤(1)得到的前驱体与石墨粉末的混合物II在保护气体气氛下进行球磨，得到所述磷掺杂硅-石墨复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中硅在混合物I中的质量百分含量为98.5％～99.5％；

所述步骤(1)中的硅为晶体硅粉末；所述晶体硅粉末中至少90％质量百分含量的颗粒的粒径在1μm～3μm的范围内；所述晶体硅粉末晶体硅粉末的纯度不低于99.9％；

所述步骤(1)中的磷为红磷粉末；所述红磷粉末的纯度不低于98.5％。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中得到的前驱体含有磷掺杂的N型硅；

所述步骤(1)中得到的前驱体中至少90％质量百分含量的颗粒的粒径在0.5μm～2μm之间。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中石墨粉末在混合物II中的质量百分含量为30％～70％；

所述步骤(2)中石墨粉体的粒度为能通过8000目筛的石墨粉体；

所述步骤(2)中石墨粉体的纯度不低于99.95％。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中球磨转速为300rpm～400rpm，球磨时间为4h～8h；

所述步骤(2)中球磨转速为400rpm～800rpm，球磨时间为4h～12h；

所述步骤(1)和步骤(2)中所述保护气体为纯度不低于99.999％的氩气、氦气、氖气、氮气中的至少一种；

所述步骤(1)和步骤(2)所述球磨的球料比为10:1～30:1。

9.一种负极材料，其特征在于，含有权利要求1至3任一项所述磷掺杂硅-石墨复合材料中的至少一种和/或根据权利要求4至8任一项方法制备得到的磷掺杂硅-石墨复合材料中的至少一种。

10.一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其特征在于，所述负极片含有权利要求1至3任一项所述磷掺杂硅-石墨复合材料中的至少一种、根据权利要求4至8任一项方法制备得到的磷掺杂硅-石墨复合材料中的至少一种和/或权利要求9所述负极材料中的至少一种。