[发明专利]一种具有混合晶相的硅氧负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有混合晶相的硅氧负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将Si、SiO₂和还原性金属按比例混和，放入材料破碎设备中，在惰性气氛条件下进行材料破碎混合，使得Si、SiO₂和还原性金属三种材料物相产生一定破碎，并均匀混合；

按比例加入导电剂，在惰性气氛条件下继续进行材料破碎混合；

加入固相包覆材料，以固相包覆造粒方式形成包覆结构材料；

将所述包覆结构材料放入热处理设备中，在惰性气氛条件下500℃-1300℃烧结3小时-15小时，用以对所述包覆材料进行还原处理，形成具有Si、SiO₂和还原性金属的硅酸盐三种晶相并存且有导电剂均匀分散的物相结构的混合晶相材料；

加入导电聚合物单体，在引发剂的条件下在所述混合晶相材料表面形成一层导电聚合物包覆层，即得到所述具有混合晶相的硅氧负极材料；

其中，所述还原性金属包括：锂、钠、镁、铝、钾、铜中的一种；所述还原性金属占比所述硅氧负极材料的总重量的0.5%-15%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Si为硅粉，粒径尺寸D50=3μm-15μm；所述SiO₂为二氧化硅粉，粒径尺寸D50=1μm-10μm；所述硅粉与二氧化硅粉的质量比大于0.2且小于1.2；

所述导电剂包括：SuperP、科琴黑、乙炔黑、碳纤维VGCF、碳纳米管CNTs中的一种或几种；所述导电剂占比所述硅氧负极材料的总重量的0.1%-3%；

所述固相包覆材料包括：沥青、酚醛树脂、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或几种；

所述导电聚合物单体包括：吡咯、噻吩、苯胺中的一种或几种；所述导电聚合物包覆层占比硅氧负极材料总质量的0.3%-5%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述材料破碎设备包括：高能球磨机、行星球磨机或砂磨机；所述材料破碎设备的转速在100-800rpm，所述材料破碎混合的总时间为10-48小时。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述材料破碎设备为高能球磨机。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛包括：氮气、氩气、氦气、氪气气氛中的任一种。

6.根据上述权利要求1-5所述的任一制备方法制备得到的具有混合晶相的硅氧负极材料，其特征在于，所述具有混合晶相的硅氧负极材料具体为：具有Si、SiO₂和还原性金属的硅酸盐三种晶相并存且有导电剂均匀分散的物相结构的混合晶相材料；

所述具有混合晶相的硅氧负极材料的粒径范围Dv50=5.0-20μm；比表面积BET范围：2.0-15.0m²/g；电导率范围：0.6×10^-1-3.0×10¹S/mm。

7.根据上述权利要求6所述的具有混合晶相的硅氧负极材料，其特征在于，所述具有混合晶相的硅氧负极材料的外表面具有一层导电聚合物包覆层。

8.一种锂电池负极，其特征在于，所述锂电池负极包括上述权利要求6或7任一项所述的具有混合晶相的硅氧负极材料。

9.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括上述权利要求8所述的锂电池负极。