[发明专利]一种氧化亚硅负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化亚硅负极材料，其特征在于：对其进行铜靶X射线衍射分析，可以确定其包含Si、Mg₂SiO₄、MgO晶体结构，位于22.8°的Mg₂SiO₄(021)晶面的衍射峰强Ia与位于42.7°的MgO(200)晶面的衍射峰强Ib的比满足1≤Ia/Ib≤3，优选1.5≤Ia/Ib≤2.5，位于28.4°的Si(111)晶面的半高宽Fa与Mg₂SiO₄(021)晶面的半高宽Fb满足1≤Fa/Fb≤3.5，优选1.5≤Fa/Fb≤3，且根据谢勒公式计算出的Si(111)晶面晶粒尺寸≤25nm。

2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，中值粒径为1微米以上且8微米以下。

3.根据权利要求1或2所述的负极材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)首先制备氧化亚硅块体材料，逐级粉碎后，得到氧化亚硅粉体材料，优选氧化亚硅粉体材料的中值粒径为1微米以上且8微米以下；(2)将该粉体材料在惰性气氛中通过热解有机物进行硬碳包覆；(3)将硬碳包覆之后的材料和镁金属充分混合均匀，并在惰性气氛中进行热掺杂；(4)将热掺杂之后的材料在惰性气氛通过热解有机物进行软碳包覆。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的氧化亚硅块体通过如下方式制备：首先将硅粉和二氧化硅粉按照1：4-3：1的摩尔比充分混合均匀，然后压制成片，之后在10^-2-10Pa的真空度下进行反应，反应温度1000-1500℃，反应时间2-20h，沉积温度400-800℃，得到通式为SiOx(0.5≤x≤1.6)的氧化亚硅块体。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其所用硅粉中值粒径为1微米以上10微米以下，二氧化硅粉中值粒径为0.1微米以上5微米以下。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中热解温度为600-1150℃，反应时间1-10h。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中热掺杂过程为：在惰性气氛中以1-10℃/min的速率加热至651-680℃保持0.5-5h，后以5-20℃/min的速率加热至700-1000℃下进行热掺杂，热掺杂时间2-10h。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，热解的温度为600-1050℃，反应时间为1-10h。

9.根据权利要求3-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，镁元素占负极材料的质量分数在1％以上且15％以下，镁金属中值粒径为150微米以上。

10.根据权利要求3-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，硬碳包覆层占负极材料的质量分数在0.5％以上且5％以下，软碳包覆层占负极材料的质量分数在0.5％以上且5％以下。