[发明专利]一种硅氧材料、其制备方法及用途

权利要求书

1.一种硅氧材料，其特征在于，所述硅氧材料的制备原料包括掺杂元素M掺杂的Si单质，所述掺杂元素M包括硼、铝、镓、铟、氮、磷、砷或锑中的任意一种或至少两种的组合；

所述硅氧材料还掺杂有Li和/或Mg；

所述硅氧材料采用如下方法进行制备，所述方法包括以下步骤：

(1)在反应炉内，对掺杂元素M的原料进行加热使其气化得到掺杂元素气体，所得掺杂元素气体与Si单质接触并反应，得到掺杂元素M掺杂的Si单质；

(2)采用掺杂元素M掺杂的Si单质与SiO₂反应，制备硅氧材料；

所述方法还包括采用掺杂元素A的原料对硅氧材料进行掺杂的步骤，所述掺杂元素A为镁和/或锂；

所述采用掺杂元素A的原料对硅氧材料进行掺杂通过下述方式进行：

向步骤(2)所述反应的原料中加入掺杂元素A的原料，和/或

在气相沉积之前将硅氧材料与掺杂元素A的原料混合。

2.根据权利要求1所述的硅氧材料，其特征在于，所述硅氧材料的化学式为SiO_x，0x2。

3.根据权利要求1所述的硅氧材料，其特征在于，所述硅氧材料的化学式为SiO。

4.根据权利要求1所述的硅氧材料，其特征在于，所述掺杂元素M掺杂的Si单质为p型或n型。

5.根据权利要求1所述的硅氧材料，其特征在于，以掺杂元素M掺杂的Si单质总质量为100％计，所述掺杂元素M的掺杂量为0.01％～0.1％。

6.根据权利要求1所述的硅氧材料，其特征在于，所述硅氧材料表面设置有碳包覆层。

7.如权利要求1-6任一项所述的硅氧材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在反应炉内，对掺杂元素M的原料进行加热使其气化得到掺杂元素气体，所得掺杂元素气体与Si单质接触并反应，得到掺杂元素M掺杂的Si单质；

(2)采用掺杂元素M掺杂的Si单质与SiO₂反应，制备硅氧材料；

所述方法还包括采用掺杂元素A的原料对硅氧材料进行掺杂的步骤，所述掺杂元素A为镁和/或锂；

所述采用掺杂元素A的原料对硅氧材料进行掺杂通过下述方式进行：

向步骤(2)所述反应的原料中加入掺杂元素A的原料，和/或

在气相沉积之前将硅氧材料与掺杂元素A的原料混合。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(2)之后进行碳包覆的步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述碳包覆为采用化学气相沉积的方法在硅氧材料表面生长碳包覆层，包括：

向装有硅氧材料的反应炉中通入碳源气体和载气，在800℃～1200℃的温度下碳源气体分解沉积到硅氧材料的表面并生长碳包覆层。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述载气为氢气。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，碳源气体和氢气的流量之比为(1～30):20。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述生长的时间为2h～4h。

13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述掺杂元素A的原料选自盐类和单质中的至少一种。

14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述掺杂元素A的原料的使用量占掺杂后的硅氧材料总质量的3％～8％。

15.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1所述的硅氧材料，或者权利要求7-14任一项所述方法制备得到的硅氧材料。