[发明专利]硅基锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.硅基锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极材料包括二氧化硅壳层和硅核，所述硅核位于所述二氧化硅壳层内部，所述二氧化硅壳层包覆所述硅核；所述硅核的外径小于所述二氧化硅壳层的内径，在所述二氧化硅壳层和所述硅核之间为中空层，所述负极材料是胶囊状纳米复合材料。

2.如权利要求1所述的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于，所述硅核为单晶硅颗粒，所述二氧化硅壳层为无定形二氧化硅。

3.如权利要求1所述的硅基锂离子电池负极材料，其特征在于，所述硅核颗粒尺寸为10～200nm；所述二氧化硅壳层厚度为10～50nm；在所述二氧化硅壳层和所述硅核之间的中空层厚度为10～80nm。

4.硅基锂离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、室温下，将十二烷基苯磺酸钠与十二烷基磺基甜菜碱加入去离子水中，磁力搅拌0.5～2小时，形成混合表面活性剂溶液；再将硅粉加入去离子水中，磁力搅拌0.5～2小时，形成硅粉悬浮液；然后将所述硅粉悬浮液加入所述混合表面活性剂溶液中，磁力搅拌0.5～2小时，得到分散液；

步骤二、将所述分散液加热到40～50℃，再将3-氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯分别滴入，搅拌0.5～2小时，形成混合溶液；然后将所述混合溶液在油浴锅中加热到70～90℃，保温15～48小时，反应结束；

步骤三、使用离心的方式收集反应产物，分别用乙醇和去离子水洗涤，干燥；再将所得产物加入乙腈盐酸混合溶液，搅拌4～8小时，后用去离子水再次清洗，干燥，即可得到所述胶囊状纳米复合材料。

5.如权利要求4所述的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述十二烷基苯磺酸钠与所述十二烷基磺基甜菜碱按相等摩尔量称取，去离子水与表面活性剂总量的摩尔比为2000:1～15000:1。

6.如权利要求4所述的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述硅粉悬浮液的浓度为5～10mg/ml。

7.如权利要求4所述的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，加入的所述3-氨丙基三乙氧基硅烷与所述表面活性剂总量的摩尔比为2:1～2:5。

8.如权利要求4所述的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述正硅酸乙酯与所述表面活性剂总量的摩尔比为2:1～10:1。

9.如权利要求4所述的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，所述乙腈盐酸混合液中盐酸为质量百分数36%～38%的浓盐酸。

10.如权利要求4所述的硅基锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，所述乙腈盐酸混合溶液由盐酸与乙腈以体积比为1:9～1:3配置而成。