[发明专利]负极材料及其制备方法和全固态锂电池

权利要求书

1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括内核以及设置在所述内核外的外壳，所述内核与所述外壳之间具有空隙，所述内核包括锂硅合金颗粒以及设置在所述锂硅合金颗粒表面的第一碳材料层，所述外壳包括锂硅合金层和第二碳材料层，所述第二碳材料层设置在所述锂硅合金层和所述内核之间，所述锂硅合金颗粒的材质为Li_xSi，所述锂硅合金层的材质为Li_ySi，其中0＜x＜4.4，0＜y≤4.4。

2.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述锂硅合金颗粒与所述锂硅合金层的质量比为0.1-100。

3.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述第一碳材料层和所述第二碳材料层的总质量占所述负极材料质量的1％-30％。

4.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述空隙的体积占所述空隙与所述内核体积和的10％-75％。

5.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述锂硅合金颗粒的粒径为20nm-1μm；所述锂硅合金层的厚度为10nm-1μm。

6.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述第一碳材料层和所述第二碳材料层的材质分别选自石墨、碳黑、石墨烯、碳纤维、碳纳米管和裂解碳中的至少一种。

7.一种负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

在Li_zSi颗粒表面包覆碳材料，得到第一包覆物，其中，0＜z≤4.4；

在所述第一包覆物表面包覆硅材料，得到第二包覆物；

加热所述第二包覆物，得到负极材料，所述负极材料包括内核以及设置在所述内核外的外壳，所述内核与所述外壳之间具有空隙，所述内核包括锂硅合金颗粒以及设置在所述锂硅合金颗粒表面的第一碳材料层，所述外壳包括锂硅合金层和第二碳材料层，所述第二碳材料层设置在所述锂硅合金层和所述内核之间，所述锂硅合金颗粒的材质为Li_xSi，所述锂硅合金层的材质为Li_ySi，其中0＜x＜4.4，0＜y≤4.4，x＜z。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述加热包括在100℃-250℃处理10min-8h。

9.一种全固态锂电池，其特征在于，包括正极、负极以及位于所述正极和所述负极之间的固态电解质层，所述负极包括如权利要求1-6任一项所述的负极材料或如权利要求7-8任一项所述的制备方法制得的负极材料。

10.如权利要求9所述的全固态锂电池，其特征在于，所述负极包括负极集流体，以及设置在所述负极集流体上的负极材料层，所述负极材料层包括所述负极材料，且所述负极材料层不含固态电解质材料和导电剂。