[发明专利]一种锂离子电池用硅合金基复合负极材料

权利要求书

1.一种用于锂离子电池的硅合金基复合负极材料，其特征在于：该材料是由硅氧碳骨架和填充在其中的硅合金材料组成，该复合负极材料的化学计量式为aSiM_zO_w-bSiO_xC_y；其中0＜a≤10，0＜b≤10；0＜z≤10，0≤w＜10，0≤x＜4，0＜y≤100；其中的M为Sn，Ni，Ti，Co，Al，Pb，As，Fe，Cu，Mg，Zn，Mn以及Sb中的一种或多种。 

2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的硅合金基复合负极材料，其特征在于：所述的硅合金基复合负极材料为粉末状，所述的硅合金材料粒径小于10μm。 

3.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的硅合金基复合负极材料，其特征在于：所述的硅氧碳骨架结构是由C-Si-O键构成的网络骨架和由断裂除去的碳支链所造成的空隙所组成。 

4.一种如权利要求1所述用于锂离子电池的硅合金基复合负极材料的制备方法，包含如下步骤： 

(1)硅合金材料填充于骨架结构材料前驱物：取与有机硅氧烷单化合物质量比分别为：0.001～0.5的硅合金材料SiM_zO_w，且0＜z≤10，0≤w＜10，且M为Sn，Ni，Ti，Co，Al，Pb，As，Fe，Cu，Mg，Zn，Mn以及Sb中的一种或多种，0.02～0.3的PH为1-7、且PH≠7的酸性水，0～0.1的含烯基的固化剂以及质量比0-10的无定形碳源前驱体，将上述物质添加到液态的有机硅氧烷单体化合物中，搅拌处理0.5h-48h，并在70-250℃间保温0.5h-48h以除去溶剂使混合溶液固化，形成固化后的混合前驱物； 

(2)高温热处理：固化后的混合前驱物于保护性气氛中，在600-1300℃煅烧0.5-6h得到块体的硅合金基复合材料； 

(3)破碎筛分：上述的硅合金基复合材料经破碎和筛分，得到粉末状的所述的硅合金基锂离子电池负极材料。 

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的有机硅氧烷单体化合物为含有氢键、烷基支链、烯基支链以及芳香基支链中一个或多个的有机硅氧烷单体化合物中的一种或几种。 

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的固化剂为针对含有氢的有机硅氧烷单体化合物结构所使用的含有烯基支链的固化剂。 

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的无定形碳源的前驱体为酚醛树脂、环氧树脂、葡萄糖、蔗糖和淀粉中的一种或几种。 

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的乙醇-水的酸性溶液中的酸为有机酸和无机酸中的一种或几种。 

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中保护性气氛为氩气、氮气和氩氢混合气中的一种或多种，其中，氩氢混合气为氩气和氢气的混合气体，混合比例为f+e＝100质量％；，质量％0＜f＜100质量％；质量％0＜e＜100质量％；氩气为f，氢气为e。 

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的硅合金基锂离子电池负极材料的粒径尺寸小于20μm。 

11.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的硅合金基复合负极材料，其特征在于：所述复合负极材料可直接单独用于锂离子电池，或者以1wt％-99wt％的比例与其它储锂材料混合使用。 

12.根据权利要求11所述的用于锂离子电池的硅合金基复合负极材料，其特征在于：所述的其它储锂材料为石墨以及过渡金属和氧化物中的一种或几种。