[发明专利]一种空心硅基复合材料、制备方法及包含该复合材料的锂离子电池

摘要

本发明涉及一种空心硅基复合材料、制备方法及锂离子电池。本发明的空心硅基复合材料从内到外依次包括空心腔、碳硅复合层以及包覆碳层，其中，所述碳硅复合层包括二次颗粒硅层和沉积碳层。本发明先将氧化硅和/或硅均匀地粘结在石墨的表面，然后氧化热处理去除掉石墨得到空心结构，再用还原剂还原得到纳米硅，得到由空心腔和二次颗粒硅层组成的空心颗粒，然后在二次颗粒硅层的表面进行原位包覆，最后再进行包覆碳层的包覆，得到空心硅基复合材料。本发明的复合材料作为负极材料制备的电池具有很好循环性能和倍率性能，首次可逆容量在1453.2mAh/g以上，首次库伦效率在87.8%以上，100次循环容量保持率在95.2%以上。

主权项

1.一种空心硅基复合材料，其特征在于，所述空心硅基复合材料为空心壳层颗粒，所述空心硅基复合材料从内到外依次包括空心腔、碳硅复合层以及包覆碳层，其中，所述碳硅复合层从内到外依次包括二次颗粒硅层和沉积碳层，所述沉积碳层为致密非晶态的碳层，其中所述沉积碳层通过气相沉积方法制备得到；/n所述空心硅基复合材料的制备方法包括以下步骤：/n(1)将纳米氧化硅颗粒和/或纳米硅颗粒、石墨颗粒和粘结剂混合，造粒，得到前驱体一；/n(2)对前驱体一进行氧化热处理，得到由空心腔及二次颗粒氧化硅层构成的前驱体二；/n(3)将前驱体二和还原剂进行均相混合，再进行非氧化热处理，然后再进行酸处理，得到由空心腔及二次颗粒硅层构成的前驱体三；/n(4)对前驱体三进行气相沉积，得到前驱体四；/n(5)采用有机碳源对前驱体四进行包覆，再进行焙烧，得到空心硅基复合材料。/n