[发明专利]一种硅基负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料包括：氧化亚硅基质和碳原子，其中所述碳原子以原子级别均匀分布在氧化亚硅基质中；碳原子与硅原子结合形成无序的C-Si键，X射线衍射能谱XRD中无SiC的结晶峰；所述硅基负极材料的X射线光电子能谱XPS中，C 1s能谱分峰后在283.5±1eV位置处有属于C-Si键的结合峰；

所述硅基负极材料颗粒的平均粒径D₅₀为1nm-100μm，比表面积为0.5m²/g-40m²/g；所述碳原子的质量占氧化亚硅基质质量的0.1％-40％。

2.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料的外部还具有碳包覆层；所述碳包覆层的质量占氧化亚硅基质质量的0-20％。

3.根据权利要求2所述的硅基负极材料，其特征在于，所述碳原子的质量占氧化亚硅基质质量的0.5％-10％；所述碳包覆层的质量占氧化亚硅基质质量的0-10％。

4.一种上述权利要求1-3任一所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

按所需用量将硅和二氧化硅粉末混合均匀，并置于真空炉的第一坩埚中；

按所需用量将含碳有机物置于真空炉的第二坩埚中；

对真空炉进行减压加热，在减压至低于0.1托后，将第一坩埚升温至1300℃-1700℃，将第二坩埚升温至100℃-1000℃，反应1-10小时；

将减压加热所产生的混合蒸气在400℃-900℃下冷却，沉积后得到内部具有碳原子以原子级别均匀分布的氧化亚硅材料，对沉积后的物料进行粉碎，得到所述硅基负极材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含碳有机物包括：酚醛树脂，环氧树脂，葡萄糖，淀粉，聚丙烯腈，聚偏氟乙烯，羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：对所述粉碎后的物料进行碳包覆，分级后即得所述硅基负极材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碳包覆包括：气相包覆、液相包覆、固相包覆中的至少一种。

8.一种包括上述权利要求1-3任一所述的硅基负极材料的负极片。

9.一种包括上述权利要求8所述的负极片的锂电池。