[发明专利]一种硅碳复合负极材料、制备方法以及负极和锂离子电池

权利要求书

1.一种硅碳复合负极材料，其特征在于，包括：氧化亚硅，还有附着在氧化亚硅表面的纳米硅，在附着有所述纳米硅的氧化亚硅表面包覆着纳米碳层。

2.根据权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述纳米硅包括超细纳米硅颗粒和/或超薄片状纳米硅。

3.根据权利要求2所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述超细纳米硅颗粒的粒径为0.5nm～50.0nm，所述超薄片状纳米硅的尺寸为50nm～200nm，所述氧化亚硅的粒径为2.0μm～10.0μm。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述氧化亚硅、纳米硅、碳含量的重量份比例范围为(7～98)：(1～2)：1。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的硅碳复合负极材料，其特征在于，所述纳米碳层的厚度为5～30nm。

6.一种硅碳复合负极材料的制备方法，包括：

制备纳米硅：取硅原料，制备纳米硅；

将纳米硅附着氧化亚硅：取氧化亚硅粉原料，将所述纳米硅附着在氧化亚硅粉原料颗粒表面，

包覆：将纳米碳包覆在附着有所述纳米硅的氧化亚硅粉原料颗粒的表面形成纳米碳层，得到硅碳复合材料。

7.根据权利要求6所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备纳米硅包括以下步骤：

取片状硅粉进行湿法球磨处理，再经过多次砂磨，喷雾烘干、以及氧化和刻蚀，得到超薄片状纳米硅；

或者，取硅粉进行湿法球磨处理，再经过多次砂磨，喷雾烘干，得到超细纳米硅颗粒；

或者，采用化学气相沉积法，取硅源在一定温度、压力条件下，在氧化亚硅表面沉积制备得到超细纳米硅颗粒。

8.根据权利要求7所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化的温度为200～500℃，所述氧化的时间为0.5～3.0h。

9.根据权利要求7所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，在所述化学气相沉积法沉积超细纳米硅颗粒过程中：

所述硅源采用硅烷、三氯氢硅、以及二氯氢硅中的一种或多种；

所述沉积温度为350℃～800℃，所述沉积压力为-0.05～-0.2MPa。

10.根据权利要求6所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述包覆包括一次碳包覆，所述一次碳包覆采用液相法、固相法、以及气相法中的一种或多种。

11.根据权利要求10所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述液相法包括以下步骤：

将第一碳源、附着有所述纳米硅的氧化亚硅颗粒料加入到有机溶剂中，经高速分散、干燥处理后，再进行碳化，得到表面包覆纳米碳层的硅碳复合材料。

12.根据权利要求10所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述固相法包括以下步骤：

将第一碳源、附着有所述纳米硅的氧化亚硅颗粒料进行挤压融合处理，再进行碳化，得到表面包覆纳米碳层的硅碳复合材料。

13.根据权利要求11或12所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，

所述第一碳源为偶氮型染料、杂环型染料、蒽醌型染料、苝系染料、花菁染料、以及乳化石油沥青、乳化煤沥青中的一种或多种；

所述碳化温度为500～800℃。

14.根据权利要求11或12所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：加入导电剂；

所述导电剂为少壁碳纳米管。