[发明专利]一种预锂化硅氧复合材料及其制备方法、负极极片、电池和应用

权利要求书

1.一种预锂化硅氧复合材料，其特征在于，其由内至外依次包括内核、第一包覆层和第二包覆层；所述内核包括非晶质硅氧化物、硅微晶和锂硅酸盐；所述第一包覆层为碳层；所述第二包覆层为聚合物层；所述第二包覆层采用含氟聚合物、聚苯乙烯和聚异戊二烯中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的预锂化硅氧复合材料，其特征在于，所述内核的直径为1～20μm；

和/或，所述第一包覆层的厚度为2～50nm，较佳地为10～40nm，例如20nm或30nm；

和/或，所述第二包覆层的厚度为2～100nm，较佳地为10～90nm，例如30nm、40nm、50nm或60nm；

和/或，所述非晶质硅氧化物的化学式为SiO_x，0x≤2，例如1；

和/或，所述锂硅酸盐为Li₂SiO₃和/或Li₂SiO₅；

和/或，所述聚合物为含氟聚合物，较佳地为聚偏氟乙烯和/或聚四氟乙烯。

3.如权利要求1所述的预锂化硅氧复合材料，其特征在于，所述锂硅酸盐的质量与所述预锂化硅氧复合材料总质量的比为90～95％；

和/或，所述预锂化硅氧复合材料中，锂元素的质量与所述预锂化硅氧复合材料总质量的比为5～25％；

和/或，所述第一包覆层的质量占所述内核与所述第一包覆层的总质量的百分比为1～10％；

和/或，所述预锂化硅氧复合材料的中值粒径为1～25μm；

和/或，所述预锂化硅氧复合材料的比表面积为1～10m²/g，例如5m²/g；

和/或，所述预锂化硅氧复合材料的比容量为1000mAh/g～1800mAh/g。

4.一种预锂化硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、将内核进行碳包覆处理，得到碳包覆内核；

S2、将所述碳包覆内核、聚合物和有机溶剂的混合物进行干燥，即可，所述聚合物为含氟聚合物、聚苯乙烯和聚异戊二烯中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的预锂化硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，所述内核的制备方法包括将硅源和锂源在惰性气氛中热处理，即得；

其中，所述锂源较佳地为无机锂化合物或金属锂，更佳地为无机锂化合物，例如氢氧化锂、醋酸锂、碳酸锂、氢化锂和氢化铝锂中的一种或多种；

其中，所述硅源与锂源的摩尔比较佳地为1：(1～20)，更佳地为1：(1～10)，例如1：1.2或1：1.5；

其中，所述热处理的温度较佳地为400～800℃，例如500℃、600℃或700℃；所述热处理的时间较佳地为1～10h，更佳地为2～8h，例如3h、4h、5h、6h或7h。

6.如权利要求4所述的预锂化硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳包覆处理的方法为化学气相沉积；

其中，所述化学气相沉积的碳源气体较佳地为C1-C4的有机烃和甲苯中的一种或多种，例如甲烷和/或乙炔；所述化学气相沉积的温度较佳地为500～1000℃，例如800℃；所述化学气相沉积的保温时间较佳地为10min～10h，例如1h；

其中，所述化学气相沉积较佳地在管式炉中进行；所述化学气相沉积较佳地在惰性气氛下进行，例如氩气；所述惰性气氛地气体与所述碳源气体的体积比为9：1。

7.如权利要求4所述的预锂化硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物为含氟聚合物，较佳地为聚偏氟乙烯和/或聚四氟乙烯；

和/或，所述有机溶剂为无水乙醇、无水甲醇、四氢呋喃、醚类溶剂和丙酮的一种或多种；

和/或，所述干燥的方式为真空干燥；所述真空干燥的温度较佳地为65℃；

和/或，所述聚合物与所述碳包覆内核的质量比为0.01-1:100，较佳地为0.1-0.8:100，例如0.5:100；

和/或，所述干燥之后还进行过筛；较佳地，所述过筛的筛网目数为300目。