[发明专利]一种改性硅基负极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种改性硅基负极材料，其特征在于，包括硅基负极材料和设置于所述硅基负极材料表面的改性层，所述改性层包括含磺酸基的硅烷偶联剂，所述含磺酸基的硅烷偶联剂包括硅原子，以及与所述硅原子相连的非水解基团和可水解基团，所述磺酸基连接在所述非水解基团的末端，所述含磺酸基的硅烷偶联剂通过所述可水解基团与所述硅基负极材料形成化学键合；

所述改性层的厚度为0.1nm-20nm；

所述改性层的质量为所述硅基负极材料质量的0.01％-10％。

2.如权利要求1所述的改性硅基负极材料，其特征在于，所述含磺酸基的硅烷偶联剂包括三个所述可水解基团，三个所述可水解基团分别选自-Cl、-OCH₃、-OCH₂CH₃、-OC₂H₄OCH₃、-OSi(CH₃)₃、-OOCCH₃中的任意一种，至少一所述可水解基团经水解后与所述硅基负极材料形成化学键合，所述非水解基团选自C₁-C₂₀烷基、烷基胺基、酰胺基、C₂-C₂₀烯基、芳基中的任意一种。

3.如权利要求1或2所述的改性硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料包括硅单质、硅氧化物及其复合物、硅碳复合物、硅合金中的一种或多种。

4.如权利要求1或2所述的改性硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料为颗粒，所述改性层包覆于所述硅基负极材料表面形成核壳结构，所述核壳结构中，核为所述硅基负极材料，壳为所述改性层。

5.如权利要求3所述的改性硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料为颗粒，所述改性层包覆于所述硅基负极材料表面形成核壳结构，所述核壳结构中，核为所述硅基负极材料，壳为所述改性层。

6.如权利要求1或2所述的改性硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料为薄膜，所述硅基负极材料附着于一衬底上，所述改性层包覆在所述硅基负极材料表面上。

7.如权利要求3所述的改性硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料为薄膜，所述硅基负极材料附着于一衬底上，所述改性层包覆在所述硅基负极材料表面上。

8.如权利要求3所述的改性硅基负极材料，其特征在于，所述硅合金中包括Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn、Ge、Al、Mg中的一种或多种元素。

9.如权利要求1所述的改性硅基负极材料，其特征在于，所述含磺酸基的硅烷偶联剂由巯基硅烷偶联剂经氧化得到。

10.一种改性硅基负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

取硅基负极材料，当所述硅基负极材料为颗粒时，将所述硅基负极材料与含磺酸基的硅烷偶联剂混合均匀，经回流处理，形成包覆于所述硅基负极材料表面的改性层，得到改性硅基负极材料；

当所述硅基负极材料为薄膜时，所述硅基负极材料附着于一衬底上，采用含磺酸基的硅烷偶联剂对所述硅基负极材料进行浸润或涂覆处理，形成包覆于所述硅基负极材料表面的改性层，得到改性硅基负极材料；

所述含磺酸基的硅烷偶联剂包括硅原子，以及与所述硅原子相连的非水解基团和可水解基团，所述磺酸基连接在所述非水解基团的末端，所述含磺酸基的硅烷偶联剂通过所述可水解基团与所述硅基负极材料形成化学键合，得到所述改性层；

所述改性层的厚度为0.1nm-20nm；

所述改性层的质量为所述硅基负极材料质量的0.01％-10％。