[发明专利]硅碳负极材料及其制备方法和应用以及锂离子电池

权利要求书

1.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料包括含碳物质和依次包覆在所述含碳物质外表面的含硅材料层和无定型碳层；

所述含碳物质、所述无定型碳层与所述含硅材料的质量比为1-20：0.8-2：1；所述含硅材料层中还含有磷元素；所述硅碳负极材料中，磷元素与含硅材料的质量比为0.01-0.28：1；

所述硅碳负极材料通过以下制备方法制得：

步骤(1)包括：

(1-1)将硅源与磷源在溶剂存在下混合，得到溶液A；以磷元素计的磷源与硅源的质量比为0.01-0.28：1；

(1-2)将含碳物质与链状聚合物溶液混合，然后向其中加入所述溶液A，将得到的混合物进行分离，得到固体物质；相对于1重量份的含碳物质，所述链状聚合物的用量为0.1-1重量份；

步骤(2)包括：将所述固体物质与碳源前驱体共混，然后进行焙烧；

所述含碳物质、以碳元素计的碳源前驱体与所述硅源的质量比为1-20：0.8-2：1；

其中，所述含碳物质选自天然石墨、人造石墨和针状焦中的至少一种；

所述碳源前驱体选自沥青、聚丙烯腈、酚醛树脂、环氧树脂、聚糠醇、葡萄糖和纤维素中的至少一种；所述链状聚合物中含有羧基、羟基、酯基和酰胺中的至少一种；所述硅源选自单质硅、SiOx和含硅合金中的至少一种，其中，0.6x1.5；所述磷源为多元磷酸。

2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其中，所述含硅材料选自单质硅、SiOx和含硅合金中的至少一种，其中，0.6x1.5。

3.根据权利要求1或2所述的硅碳负极材料，其中，所述含硅合金选自硅-铝合金、硅-镁合金、硅-锆合金和硅-硼合金中的至少一种；

所述含硅材料为单质硅和/或硅-铝合金。

4.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其中，所述含硅材料的中值粒径为0.1-5μm。

5.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其中，所述硅碳负极材料中，磷元素与含硅材料的质量比为0.07-0.15：1。

6.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其中，所述含碳物质、所述无定型碳层与所述含硅材料的质量比为10-15：1-1.3：1。

7.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其中，所述硅碳负极材料的中值粒径为1-50μm。

8.根据权利要求7所述的硅碳负极材料，其中，所述硅碳负极材料的中值粒径为5-25μm。

9.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其中，所述天然石墨为鳞片石墨。

10.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其中，所述含碳物质为鳞片石墨和/或针状焦。

11.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其中，所述无定型碳层通过碳源前驱体焙烧得到。