[发明专利]一种锂化的硅基复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂化的硅基复合材料，包括纳米硅、硅基氧化物，锂的硅酸盐，氮掺杂的碳包覆层，所述硅酸盐均匀地分布在硅基复合物中形成均相复合结构；所述硅基复合材料是将碳包覆的硅基氧化物颗粒浸渍于包括含氮导电聚合物、芳基锂的醚类有机溶剂形成的溶液中，再进行沉降、烧成工序，得到锂化的硅基复合材料；

所述含氮导电聚合物为聚吡咯和聚苯胺中的至少一种；

所述烧成工序是先低温预烧，再高温烧成；所述低温预烧的温度为70-100℃，预烧时间为3-8h；所述高温烧成的温度为650-850℃，保温时间为1-3h。

2.如权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，锂占复合材料的3-8wt％，碳占复合材料的3-5wt％。

3.如权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述芳基锂是芳基络合剂和锂形成的络合物，所述芳基络合剂是多环芳香族化合物。

4.如权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述醚类溶剂是1,3-二氧戊烷、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、丁基甲基醚中的一种或多种组合。

5.如权利要求4所述的硅基复合材料，其特征在于，所述醚类溶剂是1,3-二氧戊烷、四氢呋喃、乙二醇二甲醚单一或混合醚系溶剂。

6.如权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述溶液中含氮导电聚合物的浓度为1-3mg/mL；和/或所述溶液中芳基锂的浓度为0.5-3mol/L。

7.如权利要求6所述的硅基复合材料，其特征在于，所述溶液中含氮导电聚合物的浓度为1.5-2mg/mL，和/或所述溶液中芳基锂的浓度为1-2mol/L。

8.如权利要求1所述的硅基复合材料，其特征在于，所述锂化的硅基复合材料中含有均匀分布的纳米硅，所述的硅是由硅氧化物中歧化生成的，其中纳米硅的微晶尺寸是3nm以上且10nm以下；和/或硅基氧化物材料可表示为SiO_x，其中0x2。

9.如权利要求8所述的硅基复合材料，其特征在于，SiO_x中，0.8≤x≤1.0。

10.权利要求1-9任一项所述硅基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)对硅基氧化物SiO_x进行碳包覆层；

(2)将络合剂，含氮导电聚合物，金属锂和有机溶剂混合均匀，在惰性气氛下搅拌得到均相溶液；

(3)将步骤(1)的碳包覆的硅基氧化物SiO_x浸渍于步骤(2)所得均相溶液；离心后静置进行固液分离，取下层硅基氧化物颗粒；

(4)将步骤(3)所得颗粒在惰性气氛下，先进行低温预烧，再进行高温烧成热处理，冷却后即得所述硅基复合材料。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤(2)是先将络合剂，有机溶剂和金属锂形成均相溶液后，再加入含氮导电聚合物。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述的硅基氧化物浸渍在均相溶液，浸渍温度为20-30℃，浸渍时间为5-10h。