[发明专利]一种硅磷共掺杂硬碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硅磷共掺杂硬碳复合材料，其特征在于，其具有核壳结构，所述内核为掺杂硅元素和磷元素的硬碳，以内核的总重量计，硅元素所占的质量百分比为0.5％-3.5％，磷元素所占的质量百分比为0.5％-2％，磷与硅的摩尔比为1:1-3；所述外壳为掺氮的无定型碳，以外壳的总重量计，氮元素所占的质量百分比为1％-30％。

2.根据权利要求1所述的硅磷共掺杂硬碳复合材料，其特征在于，以复合材料的总重量计，所述外壳的质量百分比为1％-10％。

3.根据权利要求1所述的硅磷共掺杂硬碳复合材料，其特征在于，内核中部分硅和磷以SiP化合物形式存在，以内核的总重量计，SiP化合物所占的质量百分比为1％-4％。

4.权利要求1-3任意一项所述的硅磷共掺杂硬碳复合材料的制备方法，包括以下内容：

将硬碳预热，将磷源和硅源气化，通入硬碳中，在900-1600℃，反应1-6h，之后停止通入磷源和硅源蒸汽，将碳源和氮源的混合气体通入前述反应物中，于700-1000℃反应1-6h，降温，粉碎，得到所述硅磷共掺杂硬碳复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，磷源和硅源按磷与硅的摩尔比为1:1-3比例混合。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述磷源选自磷化氢、五氧化二磷、氮化磷和氮氧化磷中的至少一种；所述硅源选自四甲基硅烷、三氯硅烷、四氯甲硅烷、硅酸甲酯、硅酸乙酯中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碳源选自甲烷、乙烷、丙烷、乙烯和丙烯中的至少一种；所述氮源选自氨气、氧化亚氮和二甲胺中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳源和氮源以100:1-30的体积比混合通入反应体系。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硬碳置于管式炉中，整个反应过程保持旋转，使各被气化物质充分接触各个表面。

10.权利要求1-3任意一项所述的硅磷共掺杂硬碳复合材料作为电池负极材料的应用。