[发明专利]改性硅碳材料及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种改性硅碳材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括方法1、方法2、方法3中的一种：

其中，方法1为：

（a1）将含有硅碳前驱体和碳源的混合物碳化，获得碳化硅碳前驱体；

（a2）将碳化硅碳前驱体与含有氟化碳材料的悬浮液混合，干燥，得到所述改性硅碳材料；

方法2为：

（b1）将含有硅碳前驱体和碳源的混合物碳化，获得碳化硅碳前驱体；

（b2）将碳化硅碳前驱体与含有氟化物的悬浮液混合，进行干燥处理，形成复合物；

（b3）将所述复合物用作为负极，进行电池化成，得到所述改性硅碳材料；

方法3为：

（c1）将含有硅碳前驱体和碳源的混合物碳化，得到碳化硅碳前驱体；

（c2）将所述碳化硅碳前驱体作为负极，在含有电解液添加剂的电解液中电池化成，得到所述改性硅碳材料；

所述方法1中的氟化碳材料为氟化物I；

所述方法2中的氟化物为氟化物II；

所述方法3中的电解液添加剂为氟化物III；

所述氟化物III选自双（氟磺酰）亚胺锂、双（三氟甲烷磺酰）亚胺锂、氟代碳酸乙烯酯、六氟磷酸锂、氟化双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、全氟聚醚、四丁基氟化铵中的至少一种；

所述改性硅碳材料包括硅碳主体、氟化碳保护层；

其中，所述氟化碳保护层包覆在所述硅碳主体的表面；

所述氟化碳保护层选自具有如式I所示化学式的化合物中的至少一种：

CF_x式Ⅰ

其中，0＜x＜4；

所述硅碳主体和所述氟化碳保护层的质量比为1：0.01~0.2。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性硅碳材料呈颗粒状，粒径为0.1~20微米。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，硅元素在所述改性硅碳材料中的重量百分含量为5~25%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅碳前驱体由含有硅源和碳源的悬浮液通过干燥制备得到。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氟化物I选自氟化石墨烯、氟化碳纳米管、氟化富勒烯、氟化乙炔黑、氟化科琴黑、氟化碳纤维、氟化碳布、氟化碳纸中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化物II选自氟化锂、氟化铝、氟化钠、氟化镍、氟化铯、氟化钾、氟化硼、氟化银、氟化铟、氟化锌、氟化铵、氟化铜、氟化钙、氟化砷、氟化钛、双（氟磺酰）亚胺锂、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碳源选自人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、碳米管、石墨烯、碳纤维、葡萄糖、蔗糖、酚醛树脂、沥青、聚苯烯腈、聚苯胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚丙烯腈中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述硅源选自纯硅、硅氧化物、氯化硅、硅酸四乙酯、正硅酸乙酯、有机硅烷中的至少一种。

9.一种电池负极材料，其特征在于，包含根据权利要求1至8任一项所述方法制备得到的改性硅碳材料中的至少一种。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包含权利要求9所述的电池负极材料。