[发明专利]二次锂电池用硅碳复合材料及其制备方法

权利要求书

1.二次锂电池用硅碳复合材料，包括含硅基材料的内核以及内核表面的第一包覆层和第二包覆层，其特征在于，所述第一包覆层为导电层，所述第二包覆层为导离子层，所述第一包覆层和所述第二包覆层没有顺序限定。

2.如权利要求1所述的一种二次锂电池用硅碳复合材料，其特征在于，所述第一包覆层包括碳复合材料/和离子导体复合材料；以所述第一包覆层的总质量为100%计，所述碳复合材料的质量百分比为90~100%。

3.如权利要求1所述的一种二次锂电池用硅碳复合材料，其特征在于，所述第二包覆层包括离子导体复合材料/和碳复合材料；以所述第二包覆层的总质量为100%计，所述离子导体复合材料的质量百分比为90~100%。

4.如权利要求1所述的一种二次锂电池用硅碳复合材料，其特征在于，以所述硅碳复合材料的总质量为100%计算，所述硅基材料内核的质量百分比为80~99%。

5.如权利要求2~3任一项所述的一种二次锂电池用硅碳复合材料，其特征在于，所述碳复合材料包括碳增强相和炭基体，所述碳增强相与炭基体有机复合形成类钢筋混凝土结构；所述碳增强相和炭基体的质量比为0.1~1：1；所述碳增强相包括碳纳米管、炭黑、碳纤维、石墨烯、多孔炭中的一种或多种组合；所述炭基体包括沥青炭、树脂炭、气相裂解炭中的一种或多种组合。

6.如权利要求2~3任一项所述的一种二次锂电池用硅碳复合材料，其特征在于，所述离子导体复合材料包括离子增强相和离子基体，所述离子增强相和离子基体有机复合形成类钢筋混凝土结构；所述离子增强相和离子基体的质量比为0.1~1：1；所述离子增强相包括纤维、晶须、颗粒中的至少一种；所述离子基体包括快离子导体材料，包括但不限于LISICON型固体电解质、NASICION型固体电解质、钙钛矿型固体电解质、石榴石型固体电解质、硫化物固态电解质、PEO基聚合物电解质的一种或多种组合。

7.如权利要求6所述的一种二次锂电池用硅碳复合材料，其特征在于，所述纤维包括但不限于芳纶纤维、聚乙烯纤维、尼龙纤维、玻璃纤维、Al₂O₃纤维、SiC纤维、BN纤维、陶瓷纤维中的至少一种；所述晶须包括但不限于SiC晶须、K₂TiO₃晶须、硼酸铝晶须、CaSO₄晶须、CaCO₃晶须、Al₂O₃晶须、ZnO晶须、MgO晶须中的至少一种；所述颗粒包括但不限于SiC颗粒、Al₂O₃颗粒、Si₃N₄颗粒、TiC颗粒、BC颗粒中的至少一种。

8.如权利要求1所述的一种二次锂电池用硅碳复合材料，其特征在于，所述内核中还包含锂化合物，在Cu-Kα线的X射线衍射中归属于2θ＝26.9±0.2°的Li₂SiO₃的峰强度最强。

9.如权利要求1所述的一种二次锂电池用硅碳复合材料，其特征在于，所述第一包覆层厚度为为2~1000nm，优选为5~200nm；所述第二包覆层厚度为1~100nm，优选为2~20nm。

10.一种制备二次锂电池用硅碳复合材料的方法，所述方法包括以下工序：前驱体工序、第一包覆层包覆工序、预锂化工序、第二包覆层包覆工序；

所述前驱体工序是指将硅原料进行化学气相沉积，得到SiO_x（0＜x＜2）前驱体；

所述第一包覆层包覆工序是指通过化学气相沉积法对SiO_x前驱体或锂掺杂的活性颗粒进行导电层包覆；

所述预锂化工序是指通过在前述包覆后的材料中插入锂，在硅氧化合物内部生成硅酸锂，得到锂掺杂的活性颗粒；

所述第二包覆层包覆工序是指将SiO_x前驱体或锂掺杂的活性颗粒与离子增强相和离子基体混合，均匀分散到纯水中，然后将混合溶液进行过滤、干燥，进行导离子层的包覆；

所述第一包覆层包覆工序和所述第二包覆层包覆工序的顺序可调换。