[发明专利]一种硅基合金材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硅基合金材料，包括活性基体以及分散于活性基体中的缓冲基质，其特征在于，所述活性基体为硅，所述缓冲基质为硅/金属合金；

所述硅/金属合金中金属占硅基合金材料的质量比大于0小于等于50％；

所述硅/金属合金中的金属为过渡金属，过渡金属为Ni和/或Ti；

所述硅基合金材料为通过如下方法制备得到的硅基合金材料，所述硅基合金材料以粗硅粉和金属粉为原料，采用高频热等离子体制备，所述方法包括如下步骤：

(1)热等离子体发生装置产生稳定的热等离子体；

(2)用氩气或氢气作为载气将原料输送到热等离子体区域：进料速率为5～30g/min，载气流量为1.0-3m³/h，原料在热等离子体区域内气化、反应、冷凝形成硅基合金晶核；

(3)硅基合金晶核在气流的带动下离开热等离子体区域进入等离子体形貌调控器，形成高分散纳米球形硅基合金；

(4)硅基合金在气体输送下进入产物收集系统；

步骤(3)所述形貌调控器为气冷+水冷双冷调控器，双冷调控器可强化等离子体温度梯度，降低形貌调控器温度，使晶核瞬时冻结，停止生长，从而获得颗粒较小的高分散纳米球形硅基合金。

2.根据权利要求1所述的硅基合金材料，其特征在于，所述硅基合金材料为球形结构，直径为10nm～1000nm。

3.根据权利要求1或2所述的硅基合金材料的制备方法，其特征在于，以粗硅粉和金属粉为原料，采用高频热等离子体制备硅基合金材料，具体包括以下步骤：

(1)热等离子体发生装置产生稳定的热等离子体；

(2)用氩气或氢气作为载气将原料输送到热等离子体区域：进料速率为5～30g/min，载气流量为1.0-3m³/h，原料在热等离子体区域内气化、反应、冷凝形成硅基合金晶核；

(3)硅基合金晶核在气流的带动下离开热等离子体区域进入等离子体形貌调控器，形成高分散纳米球形硅基合金；

(4)硅基合金在气体输送下进入产物收集系统；

步骤(3)所述形貌调控器为气冷+水冷双冷调控器，双冷调控器可强化等离子体温度梯度，降低形貌调控器温度，使晶核瞬时冻结，停止生长，从而获得颗粒较小的高分散纳米球形硅基合金。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述原料为粗硅粉和粗金属粉通过机械球磨混合得到的混合粉，硅粉粒径为1～300μm，金属粉粒径为1～300μm。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述气冷可用氩气或氮气，冷气流量为0-5m³/h。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述气冷的冷气流量为1.0-3m³/h。

7.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的负极材料包括权利要求1-2任一权利要求所述的一种硅基合金材料。