[发明专利]一种用于锂离子电池的氧化硅基负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于锂离子电池的氧化硅基负极材料，其特征在于，该材料为C-SiO_x-Ge (0x2)复合材料，其中，C：SiO_x：Ge的质量比为（2-5）：（2-5）：1；在该复合负极材料中，Ge颗粒均匀镶嵌在碳骨架之上，同时氧化硅颗粒也分散在这些Ge复合的碳骨架之间，从而形成了独特的多孔结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的氧化硅基负极材料，其特征在于，所述氧化硅的粒径为5nm-50um。

3.一种用于锂离子电池的氧化硅基负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将碳源化合物按0.3-2.0mg/10ml溶于去离子水中，充分溶解后，将氧化硅粉末与碳源化合物按其中硅与碳的质量比为1：0.5至1：2的比例混合均匀得到混合溶液A；（2）将步骤（1）中得到的混合溶液A进行10-30min的超声处理，使氧化硅粉末均匀分散在混合溶液中，超声完成后立即进行冷冻处理，在-40℃至-60℃条件下冷冻6-8h，冷冻结束后立即进行真空干燥处理50-70h，真空干燥完成后得到前驱体B；

（3）将前驱体B放置于通有氮气、氩气或氢气的一种或多种的混合气体的条件下的管式炉中，升温速率控制在5℃/min由室温升温到500℃，在500℃条件下保持3小时后自然降温至室温；

（4）将步骤（3）得到的前驱体B与金属按质量比5:1至10：1混合研磨1-5h，混合研磨后在氮气、氩气或氢气的一种或多种的混合气体的条件下以5-15℃/min速率升温至300-1000℃并保温1-8h，然后自然冷却，即得硅基负极材料或包含硅基负极材料的混合物C。

4.根据权利要求3所述的一种用于锂离子电池的氧化硅基负极材料的制备方法，其中，所述碳源化合物为柠檬酸、油酸、苹果酸、葡萄糖、蔗糖，油酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠，壳聚糖，聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的用于锂离子电池的氧化硅基负极材料的制备方法，其中，

所述金属为Al、Ga、Ge、In、Sn、Sb、Bi、Fe、Mn、Co、Sn、Ti、Cu或Ni中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的用于锂离子电池的氧化硅基负极材料的制备方法，其中，步骤（3）中混合气体为氩气与氢气的混合气体，其中氢气含量占5%。

7.根据权利要求3所述的用于锂离子电池的氧化硅基负极材料的制备方法，其中，步骤（2）中的干燥处理70小时。

8.根据权利要求3所述的用于锂离子电池的氧化硅基负极材料的制备方法，其中，所述金属为Ge。

9.根据权利要求3所述的用于锂离子电池的氧化硅基负极材料的制备方法，其中，步骤（3）及步骤（4）中的混合气体为氩气及氢气，其中氢气占气体总体积的5%。