[发明专利]具有表面碳纳米墙的硅基负极材料及其制备方法和电池

权利要求书

1.一种具有表面碳纳米墙的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料由90wt％-99.9wt％的硅基材料与0.1wt％-10wt％的在所述硅基材料表面原位生长的碳材料纳米墙复合而成；

所述硅基材料为含有电化学活性硅的粉体材料，包括纳米硅碳复合材料、氧化亚硅材料、改性氧化亚硅材料和无定型硅合金的一种或者几种的混合；所述电化学活性硅占所述硅基材料的0.1wt％-90wt％；

所述碳材料纳米墙包括碳纳米墙和/或石墨烯纳米墙；

所述硅基负极材料的拉曼图谱中在510±10cm^-1具有晶态峰；碳材料纳米墙的g/d值为0.30以上、0.70以下；其中，所述g/d值为拉曼图谱中石墨结构的G线波数峰值和缺陷产生的D线波数峰值的比值；所述硅基负极材料的X射线衍射图谱中在28.4°±0.2°具有衍射峰。

2.根据权利要求1所述的具有表面碳纳米墙的硅基负极材料，其特征在于，所述碳材料纳米墙的高度为5-50nm，厚度为1-10nm。

3.根据权利要求1所述的具有表面碳纳米墙的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料的平均粒径在50纳米-40微米之间。

4.根据权利要求3所述的具有表面碳纳米墙的硅基负极材料，其特征在于，所述具有表面碳纳米墙的硅基负极材料的平均粒径在1微米-20微米之间。

5.一种上述权利要求1-4任一所述的具有表面碳纳米墙的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

按所需质量比选取硅基材料；其中，所述硅基材料为含有电化学活性硅的粉体材料，包括纳米硅碳复合材料、氧化亚硅材料、改性氧化亚硅材料和无定型硅合金的一种或者几种的混合；所述电化学活性硅占所述硅基材料的0.1wt％-90wt％；

将所述硅基材料置于高温反应炉内，在保护气氛下升温至950℃-1200℃，按照所需比例通入碳源气体，保温0.5-8小时；所述碳源气体为烯烃、烷烃中的一种或者几种的混合。

停止通入所述碳源气体并降至室温，得到所述硅基负极材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述烯烃包括乙烯、丙烯中的一种或混合；所述烷烃包括甲烷、乙烷、丙烷中的一种或多种混合。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述保护气氛为氮气、氩气、氢气、氦气、氖气中的一种或者几种的混合；

所述保护气氛与碳源气体的体积比为0.1:9.9-9.9:0.1。

8.一种包括上述权利要求1-4任一所述的硅基负极材料的负极极片。

9.一种包括上述权利要求1-4任一所述的硅基负极材料的锂离子电池。