[发明专利]一种多孔导电硅氧材料及其制备方法与锂离子电池

权利要求书

1.一种多孔导电硅氧材料，其特征在于，其包括SiO_x颗粒和碳包覆层，其中0x2，所述SiO_x颗粒具有相互交联贯通的孔道，所述孔道自所述SiO_x颗粒的内部延伸至所述SiO_x颗粒的表面并在表面形成多个开口，所述碳包覆层包覆于所述SiO_x颗粒表面。

2.根据权利要求1所述的多孔导电硅氧材料，其特征在于，所述SiO_x颗粒内部的至少部分孔道内具有导电碳材料。

3.根据权利要求1所述的多孔导电硅氧材料，其特征在于，所述多孔导电硅氧材料的粒径为30nm～20μm；

和/或，所述碳包覆层的厚度为1～200nm；

和/或，所述SiO_x颗粒的孔隙率为5％～70％。

4.一种如权利要求1至3中任一项所述的多孔导电硅氧材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

采用十六烷基三甲基溴化铵作为造孔剂在SiO_x体系中形成胶束，高温反应使所述SiO_x体系成为SiO_x颗粒，其中的胶束对应形成相互交联贯通的孔道；

在所述SiO_x颗粒表面进行碳包覆形成碳包覆层。

5.根据权利要求4所述的多孔导电硅氧材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

将氢氧化铵滴入由二乙氧基硅烷、十六烷基三甲基溴化铵和1,2-双(硅烷基)乙烷溶解于第一溶剂而形成的第一溶液中，于40～85℃搅拌反应，离心分离，得到SiO_x颗粒；

将所述SiO_x颗粒、由包覆聚合物溶解于第二溶剂而形成的第二溶液混合、干燥，在保护气氛中烧结，得到多孔导电硅氧材料。

6.根据权利要求5所述的多孔导电硅氧材料的制备方法，其特征在于，将离心分离后的上清液与第一溶剂、盐酸混合，于40～85℃反应，得到可重复利用的十六烷基三甲基溴化铵。

7.根据权利要求5所述的多孔导电硅氧材料的制备方法，其特征在于，在制备SiO_x颗粒时，所述氢氧化铵和所述第一溶剂的体积用量比为3～5：100，所述二乙氧基硅烷和所述第一溶剂的体积用量比为0.5～0.8：100，所述1,2-双(硅烷基)乙烷和所述第一溶剂的体积用量比为1～1.5：100，所述十六烷基三甲基溴化铵和所述第一溶剂的用量比为0.1～1.2g：100ml；

和/或，将离心分离得到的离心物清洗、干燥，得到所述SiO_x颗粒。

8.根据权利要求5所述的多孔导电硅氧材料的制备方法，其特征在于，所述烧结温度为500～1000℃，所述烧结时间为0.5～10小时。

9.一种锂离子电池，其特征在于，其包括含有正极活性材料的正极片、含有如权利要求1至3中任一项所述的多孔导电硅氧材料的负极片、隔离膜以及电解液。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性材料包括含一种或多种能够脱嵌锂离子的正极活性物质、正极粘合剂和正极导电剂，所述正极活性物质为含锂化合物，所述含锂化合物包括锂过渡金属复合氧化物或锂过渡金属磷酸盐化合物中的至少一种，所述锂过渡金属复合氧化物的化学式为Li_xAO₂，所述锂过渡金属磷酸盐化合物的化学式为Li_yBPO₄，其中，A和B分别表示一种或多种过渡金属元素，0.05≤x≤1.20，0.05≤y≤1.10；

和/或，所述负极片含有所述多孔导电硅氧材料与天然石墨、人造石墨、中间相微碳球、硬碳、软碳、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO₂、尖晶石结构的锂化TiO₂-Li₄Ti₅O₁₂、Li-Al合金中至少一种的混合物；

和/或，所述隔离膜的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和芳纶中的至少一种。