[发明专利]SiOx/Si/C复合材料、制备该复合材料的方法及包含该复合材料的锂离子电池负极

说明书

本发明提供SiOx/Si/C复合材料，其包含SiOx/Si复合物颗粒以及涂覆在所述SiOx/Si复合物颗粒上的碳涂层，其中所述SiOx/Si复合物颗粒包含嵌在SiOx(0<x≤2)非晶基体相中的纳米硅微晶，所述SiOx/Si复合物颗粒的Si:O摩尔比为5:1至1.1:1，优选为2:1至1.2:1。本发明还提供制备SiOx/Si/C复合材料的方法，该方法包括以下步骤：a)将SiO粉末连同金属还原剂以1.25:1至10:1、优选2:1至5:1的摩尔比研磨，b)完全去除所述金属还原剂的氧化产物以获得SiOx/Si复合物颗粒，c)用碳涂覆所述SiOx/Si复合物颗粒以获得所述SiOx/Si/C复合材料。

技术领域

本发明涉及制备SiOx/Si/C复合材料的方法。具体而言，本发明涉及制备用于锂离子电池负极的SiOx/Si/C复合材料的方法。本发明还涉及通过所述方法制得的SiOx/Si/C复合材料及其在锂离子电池中的用途。此外，本发明还涉及复合材料及其在制备SiOx/Si/C复合材料中的用途。

背景技术

锂离子电池(LIB)广泛地用作普遍存在的移动电子设备的电源，例如手机和笔记本电脑。石墨是可再充电的锂离子电池的最广泛使用的负极材料。然而，石墨的能量密度比较低，即仅为372mAh g-1。为了进一步提高锂离子电池的能量密度，研究人员把注意力放在硅基负极材料，是因为其储锂容量高。然而，这些材料的主要问题是由于在嵌脱锂期间巨大的体积变化导致的电极的极化和电子电导率损失。为了解决该问题，选择纳米尺寸的多孔结构化的材料，以缓冲同与锂合金化相关的体积膨胀，从而克服电极的机械故障。在这些所研究和探索的Si基负极材料中，一氧化硅(SiO)由于其循环寿命长且成本低所以是特别有前景的。SiO 的更佳的循环性能是因为形成了氧化锂和硅酸锂，发挥缓冲层的作用，从而使在充电和放电期间的体积变化最小化。