[发明专利]一种改进的硅基复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改进的硅基复合负极材料，其包括氧化亚硅核心层和碳包覆外壳层，其特征在于，碳包覆外壳层共有三层、碳包覆外壳层化学气相沉积在氧化亚硅核心层表面，碳包覆的厚度为20-30nm，碳包覆材料质量占硅基复合负极材料的4.92-6wt%；0.0208≤I_500-A≤0.083，0.5≤I_500-B/I_500-C≤1；其中I_500-A表示拉曼面扫成像晶型硅的特征峰强度在500以上的分布占比；I_500-B表示拉曼面扫成像碳材料的特征峰D峰强度在500以上的分布占比；I_500-C表示拉曼面扫成像碳材料的特征峰G峰强度在500以上的分布占比；晶型硅的特征峰在400-500cm^-1，碳材料的特征峰D峰在1350-1500cm^-1，碳材料的特征峰G峰在1550-1700cm^-1。

2.根据权利要求1所述的改进的硅基复合负极材料，其特征在于，硅基复合负极材料D50为1-10μm。

3.权利要求1或2所述改进的硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）对硅基材料进行筛分处理后，得到粒径为1-10um的待包覆的硅基材料；

2）将待包覆的硅基材料投入旋转回转炉中，在保护性气氛下，间歇式通气法通入第一碳源工艺气体，进行第一次化学气相沉积，得到第一次包覆产物；

3）将第一次包覆产物进行筛分处理后，得到的产物投入炉内，间歇式通气法通入第二碳源工艺气体，进行第二次化学气相沉积，得到第二次包覆产物；

4）将第二次包覆产物进行筛分处理后，得到的产物投入炉内，连续式通气法通入第三碳源工艺气体，进行第三次化学气相沉积，得到第三次包覆产物；

5）对第三次包覆产物进行筛分处理，最终得到改进的硅基复合负极材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，第一碳源工艺气体，第二碳源工艺气体，第三碳源工艺气体独立选自C1-4烷烃、C2-4的烯烃、C2-4的炔烃。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，第一碳源工艺气体为C1-4烷烃，第二碳源工艺气体为C2-4的烯烃，第三碳源工艺气体为C2-4的炔烃。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，第一次化学气相沉积温度在900-1100℃；第二次化学气相沉积温度在800-900℃；第三次化学气相沉积温度在600-700℃；三次化学气相沉积温度依次递减，递减幅度在50-150℃。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)、步骤3）中，所述间歇式通气法是指每间隔10-15s，通入气体30-60s的方式；步骤4)中的连续通入气体的流速控制在30-60min通入全部第三碳源工艺气体。

8.一种碱金属离子电池，其负极材料为权利要求1或2所述改进的硅基复合负极材料或者权利要求3-7任一项所述制备方法制得的改进的硅基复合负极材料，所述碱金属离子电池为锂离子电池、钠离子电池或者钾离子电池。