[发明专利]一种SiOx基复合材料、制备方法及锂离子电池

摘要

本发明涉及一种SiOx基复合材料、制备方法及锂离子电池。所述SiOx基复合材料，包含SiOx/C材料，所述SiOx/C材料包含SiOx纳米颗粒、有机物裂解碳、纳米导电颗粒和非晶态导电碳层，所述SiOx纳米颗粒、有机物裂解碳和纳米导电颗粒包裹于非晶态导电碳层内，所述SiOx/C材料呈类球形并含多孔结构，其中0.5≤x≤1.3。本发明的复合材料作为锂离子电池负极材料循环性能优异，同时具有优良的倍率性能以及较低的体积膨胀效应，能够应用于高端数码电子、电动工具以及次世代车载领域，市场前景广阔。

主权项

一种SiOx基复合材料，包含SiOx/C材料，所述SiOx/C材料包含SiOx纳米颗粒、有机物裂解碳、纳米导电颗粒和非晶态导电碳层，所述SiOx纳米颗粒、有机物裂解碳和纳米导电颗粒包裹于非晶态导电碳层内，所述SiOx/C材料呈类球形并含多孔结构，其中0.5≤x≤1.3；所述SiOx/C材料采用孔隙率测量仪测定孔隙率为5～20％，孔径小于10nm的纳米孔占总孔体积的20～40％；所述SiOx/C材料的中值粒径为2.0～15.0μm；所述SiOx基复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将SiOx纳米颗粒、纳米导电颗粒和有机碳源均匀分散在有机溶剂体系中，喷雾干燥，然后置于反应器中通入保护性气体，以0.5～20.0℃/min升温至500.0～1250.0℃，保温0.5～10.0h，自然冷却至室温，然后粉碎，得到中值粒径为2.0～15.0μm的SiOx/C前驱体颗粒；(2)固相包覆：将SiOx/C前驱体颗粒和有机碳源置于VC高效混合机中，调节转速为500.0～3000.0rpm，混合至少0.2h，然后置于反应器中通入保护性气体，以0.5～20.0℃/min升温至500.0～1250.0℃，保温0.5～10.0h，自然冷却至室温，粉碎、筛分并除磁，得到中值粒径为2.0～15.0μm的SiOx/C材料；或者，气相包覆：将SiOx/C前驱体颗粒置于回转炉中，调节回转速度为0.3～5.0rpm，通入保护性气体，以0.5～20.0℃/min升温至500～1250℃，然后以0.1～2.0L/min通入有机碳源气体，保温0.2～5.0h，自然冷却至室温，粉碎、筛分并除磁，得到中值粒径为2.0～15.0μm的SiOx/C材料。