[发明专利]一种高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极材料包括硅基体材料以及包覆在所述硅基体材料的过渡金属或其化合物颗粒；其中，所述过渡金属或其化合物颗粒通过CVD的方式沉积在所述硅基体材料表面。

2.根据权利要求1所述的高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极材料中各元素的质量百分含量为：Si：10～99.99％；过渡金属：0.01～30％；O：0～50％；C：0～70％；N：0～15％；S：0～15％；P：0～15％。

3.根据权利要求2所述的高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于，所述过渡金属元素包括Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Ag、Au、Pt中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于，所述过渡金属为金属单质，过渡金属化合物包括金属-碳合金、金属-硅合金、金属氮化物、金属氧化物、金属磷化物、金属硫化物、金属硅酸盐中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于，所述过渡金属化合物颗粒以非金属氧化物形式存在。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：过渡金属源在硅基体材料上发生CVD沉积反应，获得包覆过渡金属或其化合物的硅基负极材料；所述沉积反应的温度为120-1300℃，沉积反应的时间不低于0.1h，反应进程中升/降温速率控制在1-100℃/min，沉积炉内气压不高于200kPa。

7.根据权利要求6所述的高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述过渡金属源为汽化/升华温度在50-600℃范围内的过渡金属化合物，包括有机金属化合物、无机金属配合物、无机金属化合物中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述硅基体材料包括单质硅及其碳复合材料或者氧化硅(SiO_x，0x≤2)及其碳复合材料；所述硅基体材料的粒径为0.05-20μm。

9.根据权利要求6所述的高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述过渡金属源与硅基体材料加入量的质量比为0.005-1000。

10.根据权利要求6所述的高首次库仑效率的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，沉积反应中填充气和吹扫载气选自氢气、氮气、氩气、氦气、氖气、氧气、氪气、氙气、氨气、硫化氢、磷化氢中的一种或几种，气体流量控制在1-1000sccm范围内。