[发明专利]用于可再充电锂电池的负极活性材料、它的制备方法及包括它的可再充电锂电池

权利要求书

1.一种用于可再充电锂电池的负极活性材料，包含：

包括能掺杂和去掺杂锂的材料的核；

所述能掺杂和去掺杂锂的材料的氧化物层，所述氧化物层形成在包括能掺杂和去掺杂锂的材料的所述核的外面；和

碳层，所述碳层形成在所述能够掺杂和去掺杂锂的材料的氧化物层的外面。

2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述能掺杂和去掺杂锂的材料包含Si、SiO_x1、Si-C复合物、Si-Q合金、Sn、SnO_x2、Sn-C复合物、Sn-R或它们的组合，

其中，x1和x2在0＜x1＜2和0＜x2＜2的范围内，

所述Q为碱金属、碱土金属、13至16族元素、过渡金属、稀土元素或它们的组合，并且所述Q不包括Si，并且

所述R为碱金属、碱土金属、13至16族元素、过渡金属、稀土元素或它们的组合，并且所述R不包括Sn。

3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述能掺杂和去掺杂锂的材料的氧化物层包含下面化学式1表示的化合物：

[化学式1]

Si_xM_yO_z

其中，上面化学式1中，

M为碱金属、碱土金属、13至16族元素、过渡金属、稀土元素或它们的组合，并且

0.9≤x≤0.99，0≤y≤0.05，且0.01≤z≤0.1。

4.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述能掺杂和去掺杂锂的材料的氧化物层具有5nm至30nm的厚度。

5.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述碳层具有5nm至50nm的厚度。

6.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述用于可再充电锂电池的负极活性材料是多孔的。

7.一种可再充电锂电池，包含：

包括根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负极活性材料的负极；

包括正极活性材料的正极；

插在所述负极和所述正极之间的隔板；和

电解液。

8.一种制备用于可再充电锂电池的负极活性材料的方法，包含：

制备能掺杂和去掺杂锂的材料；

热处理所述能掺杂和去掺杂锂的材料，以在所述能掺杂和去掺杂锂的材料的外面形成所述能掺杂和去掺杂锂的材料的氧化物层；和

在所述能掺杂和去掺杂锂的材料的氧化物层的外面形成碳层。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述能掺杂和去掺杂锂的材料包含Si、SiO_x1、Si-C复合物、Si-Q合金、Sn、SnO_x2、Sn-C复合物、Sn-R或它们的组合，

其中，x1和x2在0＜x1＜2和0＜x2＜2的范围内，

所述Q为碱金属、碱土金属、13至16族元素、过渡金属、稀土元素或它们的组合，并且所述Q不包括Si，并且

所述R为碱金属、碱土金属、13至16族元素、过渡金属、稀土元素或它们的组合，并且所述R不包括Sn。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，通过用蚀刻溶液蚀刻所述能掺杂和去掺杂锂的材料，并在所述能掺杂和去掺杂锂的材料中形成孔，而制备所述能掺杂和去掺杂锂的材料。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述蚀刻溶液包含过氧化氢(H₂O₂)、氟化氢(HF)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)、硝酸(HNO₃)、高锰酸钾(KMnO₄)、异丙醇(IPA)或它们的组合。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述能掺杂和去掺杂锂的材料通过

在所述能掺杂和去掺杂锂的材料的表面上装载金属颗粒，和

蚀刻其上装载金属颗粒的所述能掺杂和去掺杂锂的材料，

而制备。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过使用无电电镀、物理气相沉积、化学气相沉积、热沉积、电子束沉积、溅射、使用有机封端剂的方法或它们的组合在所述能掺杂和去掺杂锂的材料的表面上装载所述金属颗粒。