[发明专利]用作锂离子电池负极材料的介孔硅复合物及其制备方法

权利要求书

1.由介孔硅相、金属硅化物相和碳相组成的介孔硅复合物，其特征在于，金属硅化物嵌入介孔硅颗粒中，介孔硅颗粒表面被碳层包覆；硅元素与金属元素的重量比为2∶3至900∶1；介孔硅颗粒的孔具有2至80nm的尺寸分布。

2.根据权利要求1的复合物，其特征在于，硅元素与金属元素的重量比为2∶1至60∶1。

3.根据权利要求1或2的复合物，其特征在于，硅元素与金属元素的重量比为8∶3至12∶1。

4.根据权利要求1至3之一的复合物，其特征在于，所述金属硅化物是CoSi₂。

5.根据权利要求1至4之一的复合物，其特征在于，介孔硅颗粒内部的孔具有2至50nm的尺寸分布。

6.根据权利要求1至5之一的复合物，其特征在于，所述碳层是通过聚合物热解形成的。

7.根据权利要求6的复合物，其特征在于，所述聚合物选自PVC、沥青和PAN，或者上述的组合。

8.根据权利要求1至5之一的复合物，其特征在于，所述碳层是通过CVD法形成的。

9.根据权利要求1至8之一的复合物，其特征在于，所述介孔硅颗粒中还嵌入有石墨或导电炭黑。

10.根据权利要求1的由介孔硅相、金属硅化物相和碳相组成的介孔硅复合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)将SiCl₄、LiSi合金粉和金属粉进行球磨；

2)用水洗涤球磨的产品；以及

3)将步骤2)中经洗涤的产品包覆碳层，从而获得所述介孔硅复合物。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述金属粉是钴粉。

12.根据权利要求1的由介孔硅相、金属硅化物相和碳相组成的介孔硅复合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)将SiCl₄和LiSi合金粉进行球磨；

2)用水洗涤球磨的产品；

3)将步骤2)中经洗涤的产品加入金属氯化物的溶液中，去除溶剂后，在含有氢气的还原性气氛中进行热还原，以及

4)将步骤3)的产品包覆碳层，从而获得所述介孔硅复合物。

13.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述金属氯化物是氯化钴或其水合物。

14.根据权利要求10至13之一的方法，其特征在于，基于初始原料的总重量，在步骤1)中还额外加入石墨或导电炭黑一起进行球磨。

15.根据权利要求10至14之一的方法，其特征在于，在步骤1)中球磨之后对球磨的产品进行热处理。

16.根据权利要求10至15之一的方法，其特征在于，所述包覆碳层是通过将经洗涤的球磨产品加入聚合物溶液中，然后进行热解而实现的。

17.根据权利要求16的方法，其特征在于，所述聚合物选自PVC、沥青和PAN，或者上述的组合。

18.根据权利要求10至15之一的方法，其特征在于，所述包覆碳层是通过CVD法实现的。

19.一种电极材料，其特征在于，所述电极材料中含有权利要求1至9之一所述的或者根据权利要求10至18之一的方法制得的介孔硅复合物。

20.一种电池，其特征在于，所述电池中含有权利要求1至9之一所述的或者根据权利要求10至18之一的方法制得的介孔硅复合物。