[发明专利]球形微米硅及制备方法、核壳结构复合材料、电极及电池

权利要求书

1.一种球形微米硅，其特征在于，所述球形微米硅的内部为晶态硅，表面为非晶态硅，所述球形微米硅的平均粒径D50为1～8μm，球形度为0.7～0.95。

2.根据权利要求1所述的球形微米硅，其特征在于，所述球形微米硅的平均粒径D50为2～5μm；

优选地，所述球形微米硅的球形度为0.8～0.95；

优选地，所述球形微米硅的比表面积为0.5～5m²/g，优选为1～4m²/g。

3.根据权利要求1或2所述的球形微米硅，其特征在于，所述非晶态硅的厚度为1～20nm，优选为2～10nm。

4.一种球形微米硅的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

将晶态微米硅在惰性气氛下烧结、保温、降温和破碎，得到球形微米硅。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述烧结温度为1300～1600℃，优选为1400～1500℃；

优选地，以1～10℃/min、优选为3～6℃/min的升温速率升温至所述烧结温度；

优选地，所述保温时间为0.5～10h，优选为0.5～4h；

优选地，所述降温速率为10～100℃/min，优选为50～80℃/min；

优选地，所述晶态微米硅的平均粒径D50为1～8μm，球形度为0.3～0.7；

优选地，所述球形微米硅的平均粒径D50不高于所述晶态微米硅的平均粒径D50；

优选地，所述惰性气氛为氮气或氩气。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，其为权利要求1～3中任一项所述的球形微米硅的制备方法。

7.一种由权利要求4或5所述的制备方法制得的球形微米硅。

8.一种核壳结构复合材料，其特征在于，所述核壳结构复合材料包括核材料和壳材料；其中，

所述核材料为权利要求1～3中任一项所述的球形微米硅；

所述壳材料选自碳材料、氧化物和高分子聚合物中的一种或两种以上。

9.根据权利要求8所述的核壳结构复合材料，其特征在于，所述碳材料选自软碳、硬碳和石墨化碳中的一种或两种以上；

优选地，所述碳材料的碳源选自沥青、酚醛树脂、腐殖酸、单宁酸、聚合多巴胺、聚吡咯、甲烷和乙烷中的一种或两种以上；

优选地，所述氧化物选自氧化铝、氧化镁、氧化钛和氧化硅中的一种或两种以上；

优选地，所述高分子聚合物选自聚吡咯和环化聚丙烯腈中的一种或两种；

优选地，所述壳材料的厚度为0.01～2μm；

优选地，所述核材料与所述壳材料的质量比为1:0.05～0.4。

10.一种电极，其特征在于，其包括电极集流体和涂覆在所述电极集流体表面的电极活性物质层，所述电极活性物质层包括权利要求1～3和7中任一项所述的球形微米硅，或由权利要求4或5所述的制备方法制得的球形微米硅，或权利要求8或9所述的核壳结构复合材料；

优选地，所述电极为负极。

11.一种电池，其特征在于，其包括正极、负极、隔膜和电解质，其中所述负极是权利要求10所述的负极。