[发明专利]一种氧化亚硅负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化亚硅负极材料，其特征在于，包括碳包覆层，和被碳包覆层包覆的SiO_x/C材料，SiO_x/C材料内部均匀分布有空位，空位内部含有Al₂O₃颗粒；负极材料中SiO_x含量为70-95wt％，C含量为3-25wt％，Al₂O₃含量为0.2-5wt％；负极材料平均粒径为2-30μm，比表面积为1-15m²/g。

2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，负极材料中SiO_x含量为85-95wt％，C含量为3-10wt％，Al₂O₃含量为2-5wt％；负极材料平均粒径为5-20μm，比表面积为2-10m²/g。

3.权利要求1-2任一项所述氧化亚硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

步骤S1、对金属铝粉进行表面处理，得到表面改性铝粉，并将表面改性铝粉分散于第一混合溶液中，得到表面改性铝粉含量为30-70wt％的第一溶液；

步骤S2、将有机硅源分散于第二混合溶液中，并加入酸进行水解搅拌，水解搅拌后调节溶液pH至7-8，并马上按表面改性铝粉与有机硅源的质量比1：6-15倒入第一溶液，形成溶胶；其中有机硅源与第二混合溶液的质量比为1：0.5-5，优选1：1-3，溶胶粘度为范围100～4000mPa·s；

步骤S3、对溶胶进行干燥处理，得到第一前驱体，并对第一前驱体在保护气氛下进行高温热处理，得到第二前驱体；

步骤S4、对第二前驱体进行酸处理，并经洗涤、干燥后，得到氧化亚硅负极材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S1中，对金属铝粉进行表面处理的方法为：将金属铝粉置于密闭容器内，并缓慢通入保护气体和氧气的混合气氧化处理，从而获得表面具有一层2-50nm的三氧化二铝层的表面改性粉末；其中金属铝粉的粒径为10nm-5μm，保护气体为氮气、氩气中的至少一种，氧气在混合气中的含量为3-10v01％，氧化处理湿度为30-90％，氧化处理时间10-48h。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S1中，对金属铝粉进行表面处理的方法为：将金属铝粉置于聚甲基丙烯酸甲酯的有机溶液中，超声搅拌后，采用抽滤或者离心进行固液分离，最后进行真空烘干获得疏水层包覆的表面改性粉末。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一混合溶液和第二混合溶液均为醇与水的质量比为1：0.1-2的水和乙醇的混合溶液，有机硅源为正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2中，酸为pH值为0-4的盐酸、硫酸、硝酸、乙酸中的至少一种；水解搅拌温度为20-60℃，水解搅拌时间0.5-4h；使用氨水调节溶液pH。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3中，干燥方式为耙式干燥、旋转干燥、闪蒸干燥、喷雾干燥中的至少一种，干燥温度为80-200℃；保护气氛为氮气、氩气中的至少一种；高温热处理温度为700-1100℃，高温热处理时间为1-6h。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S4中，使用浓度为0.05-0.3M的盐酸、硫酸或乙酸，通过浸泡、搅拌，对第二前驱体进行酸处理；并使用去离子水和乙醇进行洗涤。

10.权利要求1-2任一项所述氧化亚硅负极材料或采用权利要求3-9任一项所述方法制备的氧化亚硅负极材料在电池中的应用。