[发明专利]预锂化结构稳定的硅基复合材料及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种预锂化结构稳定的硅基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

硅源经碳包覆处理后，再经两步预锂化，得到所述预锂化结构稳定的硅基复合材料；

其中，所述两步预锂化为固相预锂化和液相预锂化；

所述结构稳定的硅基复合材料由内至外依次包括SiO_x、Li₂SiO₃层、Li₂Si₂O₅层，以及碳包覆层；

其中，x的取值范围为0＜x＜2。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅源包括SiO_x和掺杂元素的SiO_x中的至少一种，其中，0.8≤x≤1.5；

所述掺杂元素包括N、P、B、S、O、F、C、As、Se、Al、Mg、Ca、Ti、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、Ge以及Sn中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固相预锂化的方法包括以下步骤：

惰性气体氛围中，将锂源和碳包覆的硅源进行球磨混合后烧结；

所述液相预锂化的方法包括以下步骤：

将锂源、预锂试剂以及有机溶剂混合，得到前驱体溶液；

所述前驱体溶液和碳包覆的硅源混合后进行密封反应，固液分离，取固体煅烧。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锂源包括锂粉、锂箔、锂片、锂块、氢化锂、氢氧化锂、醋酸锂以及碳酸锂中的至少一种；

所述锂源中锂元素的质量占硅源总质量的2.5~30%；

所述固相预锂化的锂源占锂源总质量的10~90%，所述液相预锂化的锂源占锂源总质量的90~10%。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述球磨混合的时间为1~10h。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述预锂试剂包括芳香族化合物和芳香族甲基衍生物中的至少一种；

所述锂源与所述预锂试剂的摩尔比为（1～20）：1；

所述有机溶剂包括醚类有机溶剂和呋喃类有机溶剂中的至少一种。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述密封反应的温度为20~70℃；

所述密封反应的时间为2~12h。

8.一种权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到的预锂化结构稳定的硅基复合材料。

9.根据权利要求8所述的预锂化结构稳定的硅基复合材料，其特征在于，所述预锂化结构稳定的硅基复合材料的首次库伦效率为88-93%；

所述预锂化结构稳定的硅基复合材料循环200圈后容量保持率为80-90%。

10.一种权利要求8或9所述的预锂化结构稳定的硅基复合材料在锂离子电池中的应用。