[发明专利]一种硅基负极材料及其制备方法以及一种锂离子电池

权利要求书

1.一种硅基负极材料，其特征在于，包括硅基基体以及依次包覆于所述硅基基体表面的硅酸亚铁薄膜和外层包覆层，所述外层包覆层由碳层、锂化层或由碳源和锂源物质中的一种或多种制备而成材料层中的一种或两种以上任意复合而成，所述硅酸亚铁薄膜中不包括铁单质；

所述硅基负极材料的制备方法包括以下步骤：

将含铁化合物溶解于无离子水中，再加入硅基基体，得到混合溶液；

将所述混合溶液喷雾干燥，得到粉体；

将所述粉体进行烧结，得到含有硅酸亚铁薄膜包覆层的复合物；

在所述复合物表面包覆外层包覆层，所述外层包覆层为由碳源和锂源物质中的一种或多种制备而成的单层或多层结构。

2.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基基体为氧化亚硅或歧化氧化亚硅基体。

3.根据权利要求2所述的硅基负极材料，其特征在于，所述氧化亚硅基体分子式为SiO_x,其中0.6≤x＜1.6，其粒径D50为2～10μm；

所述歧化氧化亚硅基体是将氧化亚硅在高温下煅烧所得。

4.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅酸亚铁通过X射线衍射其2θ在25.020°、31.600°、35.891°、51.342°出现特征峰；

所述 硅基基体与硅酸亚铁薄膜的质量比为1：（0.01~12）。

5.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述外层包覆层为一层或两层结构，所述一层结构为碳层、锂化层或由碳源和锂源物质混合制备而成的材料层，所述两层结构依次为碳层和锂化层，或者锂化层和碳层。

6.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基基体与碳层的质量比为1：（0.001~0.5）；

所述硅基基体与锂化层的质量比为1：（0.005~13）；

所述锂源物质Li₂CO₃、Li₂NO₃和惰性锂粉（SLMP）的一种或多种；

所述碳源选自蔗糖、葡萄糖、VC、沥青、酚醛树脂、壳聚糖、甲烷、乙炔和乙烯中的一种或多种。

7.一种如权利要求1~6任意一项所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将含铁化合物溶解于无离子水中，再加入硅基基体，得到混合溶液；

将所述混合溶液喷雾干燥，得到粉体；

将所述粉体进行烧结，得到含有硅酸亚铁薄膜包覆层的复合物；

在所述复合物表面包覆外层包覆层，所述外层包覆层为由碳源和锂源物质中的一种或多种制备而成的单层或多层结构。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述复合物表面包覆外层包覆层的方法包括：

在所述复合物表面包覆碳层，得到硅基负极材料；

或者，

在所述复合物表面包覆锂化层，得到硅基负极材料；

或者，

将所述复合物与碳源和锂盐混合后煅烧，得到硅基负极材料；

或者，

在所述复合物表面依次包覆碳层和锂化层，得到硅基负极材料；

或者，

在所述复合物表面依次包覆锂化层和碳层，得到硅基负极材料。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1~6任意一项所述的硅基负极材料。