[发明专利]一种硅基复合负极材料及其制备方法、锂离子电池负极

权利要求书

1.一种硅基复合负极材料，其特征在于，包括内核、第一壳层和第二壳层，所述第一壳层包覆所述内核，所述第二壳层包覆所述第一壳层；

所述内核包括硅碳复合材料；

所述第一壳层包括无定形碳层；

所述第二壳层包括导电聚合物层。

2.根据权利要求1所述的硅基复合负极材料，其特征在于，所述硅基复合负极材料包括以下重量组分：

内核21.5～145份，第一壳层1～25份，第二壳层0.5～20份。

3.根据权利要求1所述的硅基复合负极材料，其特征在于，所述硅碳复合材料包括纳米硅、纳米导电碳和石墨。

4.根据权利要求3所述的硅基复合负极材料，其特征在于，所述硅碳复合材料包括以下重量组分：

纳米硅1～50份，纳米导电碳0.5～15份，石墨20～80份。

5.根据权利要求3或4所述的硅基复合负极材料，其特征在于，所述纳米硅的表面形成有厚度≤3nm的表面氧化层SiO_X，其中0＜X≤2。

6.根据权利要求3或4所述的硅基复合负极材料，其特征在于，所述纳米导电碳包括炭黑、石墨化炭黑、碳纳米管、碳纤维和石墨烯中的一种或多种。

7.根据权利要求3或4所述的硅基复合负极材料，其特征在于，所述纳米硅的粒径为10-300nm。

8.根据权利要求3或4所述的硅基复合负极材料，其特征在于，所述石墨包括天然石墨、人造石墨、中间相碳微球石墨的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的硅基复合负极材料，其特征在于，所述无定形碳层为厚度≤3μm的软碳包覆层或硬碳包覆层。

10.根据权利要求1所述的硅基复合负极材料，其特征在于，所述导电聚合物层包括聚苯胺、PEDOT：PSS、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩，聚3-己基噻吩、聚对苯撑乙烯、聚吡啶、聚苯亚乙烯及上述导电聚合物的衍生物中的一种或多种。

11.根据权利要求1所述的硅基复合负极材料，其特征在于，所述导电聚合物层的厚度≤3μm。

12.如权利要求1～11任意一项所述的硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

将沥青均匀包覆于硅碳复合材料的表面；

将沥青经高温碳化处理，在硅碳复合材料表面形成无定形碳层；

在无定型碳层的外表面包覆导电聚合物得到导电聚合物层，得到硅基复合负极材料。

13.根据权利要求12所述的硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述硅碳复合材料的制备方法包括：

将纳米硅分散于溶剂中，通过液相球磨得到纳米硅分散液，然后加入石墨和纳米导电碳，通过液相球磨均匀混合，将所得浆料干燥造粒得到硅碳复合材料。

14.根据权利要求13所述的硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述液相球磨过程使用的研磨介质为直径0.05-1mm的氧化锆球，球料质量比为2∶1-20∶1，转速为200-1500rpm，球磨时间为1-12小时，物料温度为25-35℃。

15.根据权利要求13所述的硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述干燥造粒的方式为喷雾干燥或真空干燥。