[发明专利]一种硅基负极复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硅基负极复合材料，其特征在于，包括硅基材料、包覆于所述硅基材料表面的金属氧化物层和设置在所述金属氧化物层外部的石墨烯层，所述石墨烯层表面具有第一孔洞，所述金属氧化物层和所述石墨烯层之间具有空腔结构。

2.如权利要求1所述的硅基负极复合材料，其特征在于，所述空腔的体积占所述空腔与所述金属氧化物层的体积和的1％-70％。

3.如权利要求1所述的硅基负极复合材料，其特征在于，所述石墨烯层表面的第一孔隙率为1-70％。

4.如权利要求1所述的硅基负极复合材料，其特征在于，所述金属氧化物层表面具有第二孔洞，所述第二孔洞的尺寸为10nm-1μm，所述金属氧化物层表面的第二孔隙率为1％-30％。

5.如权利要求1所述的硅基负极复合材料，其特征在于，所述金属氧化物层的厚度为10nm-10μm。

6.如权利要求1所述的硅基负极复合材料，其特征在于，所述金属氧化物层的材质包括氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化锌、三氧化二铝、氧化铜、氧化银和二氧化钛中的一种或多种。

7.一种硅基负极复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

取硅基材料和金属氧化物，通过高能球磨工艺使所述硅基材料和所述金属氧化物混合均匀，得到混合物；

将所述混合物在惰性气氛的条件下煅烧，使所述硅基材料表面包覆初始金属氧化物层；

通过化学气相沉积法在所述初始金属氧化物层表面沉积石墨烯层，使所述硅基材料表面依次包覆所述初始金属氧化物层和石墨烯层，所述石墨烯层表面具有第一孔洞，得到初始硅基负极复合材料；

将所述初始硅基负极复合材料置于浓度为1-10mol/L的酸溶液中搅拌2-24h，腐蚀掉部分所述初始金属氧化物层，得到金属氧化物层，使所述金属氧化物层与所述石墨烯层之间具有空腔结构，得到硅基负极复合材料，所述酸溶液包括硫酸、硝酸、盐酸、碳酸或磷酸。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述硅基材料与所述金属氧化物的质量比为1：(0.2-3)。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述初始金属氧化物层的厚度为20nm-15μm。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯层的制备方法为：将表面包覆所述初始金属氧化物层的所述硅基材料置于气氛炉中烧结，通入碳源，水汽和惰性气体，通入的碳源与水汽的体积分数分别为1-90％和0.1-15％，控制气氛炉里的温度为500-1300℃，反应3-40h，冷却至室温，使所述硅基材料表面依次包覆所述初始金属氧化物层和石墨烯层，所述石墨烯层表面具有第一孔洞，得到初始硅基负极复合材料。