[发明专利]负极材料及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括相互交缠的第一骨架和第二骨架，以及纳米硅，所述第一骨架为网络结构的Li_xM_ySiO₄材料，所述第二骨架为网络结构的碳材料；其中，所述Li_xM_ySiO₄材料基质内或/和表面分布有所述纳米硅，x、y的取值符合电荷平衡，M包括除Li以外的能够还原硅氧化物的金属元素。

2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述碳材料还分布在所述Li_xM_ySiO₄材料的外表面，形成包覆碳层；

或/和，所述包覆碳层的厚度为5nm-80nm；

或/和，所述负极材料满足以下条件(1)-(11)中的至少一个：

(1)Li_xM_ySiO₄材料中，2≤x≤3.4，0.4≤y≤1；

(2)M包括Mg或/和Al；

(3)所述纳米硅的粒径为5nm-200nm；

(4)所述碳材料包括软碳、硬碳中的一种或两种组合；

(5)所述负极材料的比表面积为1m²/g-3m²/g；

(6)所述负极材料的形状为球状颗粒，所述负极材料的颗粒平均粒径D50为5μm-30μm；

(7)所述碳材料的骨架直径为10nm-500nm；

(8)所述Li_xM_ySiO₄材料的骨架直径为10nm-400nm；

(9)所述Li_xM_ySiO₄材料占所述负极材料的质量百分含量为5％-30％；

(10)所述纳米硅占所述负极材料的质量百分含量为30％-60％；

(11)所述碳材料占所述负极材料的质量百分含量为10％-65％。

3.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括Li_xM_ySiO₄材料、碳材料和纳米硅，所述Li_xM_ySiO₄材料为多孔结构，所述Li_xM_ySiO₄材料的孔道内填充有所述碳材料；其中，所述Li_xM_ySiO₄材料基质内或/和表面分布有所述纳米硅，x、y的取值符合电荷平衡，M为除Li以外的能够还原硅氧化物的金属。

4.根据权利要求3所述的负极材料，其特征在于，所述碳材料还分布在所述Li_xM_ySiO₄材料的外表面，形成包覆碳层；

或/和，所述包覆碳层的厚度为5nm-80nm；

或/和，所述负极材料满足以下条件(12)-(21)中的至少一个：

(12)Li_xM_ySiO₄材料中，2≤x≤3.4，0.4≤y≤1；

(13)M包括Mg或/和Al；

(14)所述纳米硅的粒径为5nm-200nm；

(15)所述碳材料包括软碳、硬碳中的一种或两种组合；

(16)所述负极材料的比表面积为1m²/g-3m²/g；

(17)所述负极材料的形状为球状颗粒，所述负极材料的颗粒平均粒径D50为5μm-30μm；

(18)所述Li_xM_ySiO₄材料的孔隙率为30％-46％；

(19)所述Li_xM_ySiO₄材料占所述负极材料的质量百分含量为5％-30％；

(20)所述纳米硅占所述负极材料的质量百分含量为30％-60％；

(21)所述碳材料占所述负极材料的质量百分含量为10％-65％。