[发明专利]锂二次电池用负极活性材料和包含其的锂二次电池

权利要求书

1.一种锂二次电池用负极活性材料，所述负极活性材料包含：

硅-硅氧化物-镁硅酸盐复合物，所述硅-硅氧化物-镁硅酸盐复合物包含：

硅氧化物(SiO_x，0x≤2)基质；和

存在于所述硅氧化物基质中的硅(Si)晶粒、MgSiO₃晶粒和Mg₂SiO₄晶粒，

其中在所述硅-硅氧化物-镁硅酸盐复合物中，所述MgSiO₃晶粒具有5～30nm的晶体尺寸并且所述Mg₂SiO₄晶粒具有20～100nm的晶体尺寸，并且

MgSiO₃晶粒对Mg₂SiO₄晶粒的含量比按重量计为2:1～1:1。

2.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极活性材料，其中所述硅晶粒、MgSiO₃晶粒和Mg₂SiO₄晶粒嵌入所述硅氧化物基质中。

3.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极活性材料，其中所述MgSiO₃晶粒具有5～25nm的晶体尺寸。

4.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极活性材料，其中所述Mg₂SiO₄晶粒具有20～50nm的晶体尺寸。

5.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极活性材料，其中所述Mg₂SiO₄晶粒具有对应于所述MgSiO₃晶粒的晶体尺寸的1～2倍的晶体尺寸。

6.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极活性材料，其中基于所述硅-硅氧化物-镁硅酸盐复合物粒子的重量，Mg金属的总含量为4～20重量％。

7.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极活性材料，其中MgSiO₃晶粒对Mg₂SiO₄晶粒的含量比按重量计为1.4:1～1:1。

8.一种锂二次电池用负极，所述负极包含权利要求1～7中任一项所限定的锂二次电池用负极活性材料。

9.一种锂二次电池，所述锂二次电池包含权利要求8中所限定的锂二次电池用负极。

10.一种制备权利要求1中所限定的硅-硅氧化物-镁硅酸盐复合物的方法，包括如下步骤：

(S1)将包含硅粉末、二氧化硅(SiO₂)粉末和Mg粉末的混合物引入反应器中，其中硅粉末对二氧化硅(SiO₂)粉末的摩尔比为1:0.5～1:1.5并且硅粉末对Mg粉末的摩尔比为1:0.01～1:1；

(S2)在真空下将所述包含硅粉末、二氧化硅(SiO₂)粉末和Mg粉末的混合物加热至1000～1800℃，使得可以同时产生镁蒸气以及源自硅粉末和二氧化硅(SiO₂)粉末的混合粉末的硅氧化物蒸气以进行气相反应，然后在650～900℃下将反应混合物冷却以析出硅-硅氧化物-镁硅酸盐复合物；和

(S3)将所述析出的硅-硅氧化物-镁硅酸盐复合物粉碎至0.1～20μm的平均粒径。