[发明专利]一种高首效高倍率硅基负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高首效高倍率硅基负极材料，其特征是，所述硅基负极材料为高首效SiO/C材料、石墨及硬碳分布于无定型碳中形成的复合结构；所述硅基负极材料中各组分的质量比为高首效SiO/C材料：石墨：硬碳：无定型碳源为1：1~10：1~5：0.1~0.3；

其制备方法包括以下制备步骤：

（1）对原料SiO进行CVD碳包覆处理，得到SiO/C负极材料；

（2）将锂源溶解在有机溶剂中，加入步骤（1）中制备好的SiO/C负极材料，超声分散并搅拌一段时间后过滤干燥，得到高首效SiO/C材料；所述高首效SiO/C材料通过液相法对SiO/C负极材料进行预锂化处理得到，预锂后的高首效SiO/C材料主要组分为Li₂SiO₃；

（3）将（2）中制得的高首效SiO/C材料、石墨、硬碳及无定型碳源加入混合造粒设备，得到复合材料前驱体；

（4）将（3）中制得的复合材料前驱体置于惰性氛围气氛炉，高温处理一段时间，得到最终的成品负极材料。

2.根据权利要求1所述高首效高倍率硅基负极材料，其特征在于，步骤（1）中，所述原料SiO的碳包覆处理所用碳源为乙炔、甲烷、丙炔、乙烯中的一种或多种，包覆时间为1~10h，所述原料SiO的粒度D50为2~8μm。

3.根据权利要求1所述高首效高倍率硅基负极材料，其特征在于，步骤（2）中，所述锂源为金属锂、氢氧化锂、过氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、草酸锂、氢化锂、氟化锂中的一种或多种，所述锂源与SiO/C负极材料的质量比为1：0.1~0.8；所述有机溶剂为乙醇、丙酮、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、苯、四氢呋喃中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述高首效高倍率硅基负极材料，其特征在于，步骤（3）中，所述石墨为球形石墨、天然石墨、人造石墨、中间相碳微球中的一种；所述硬碳为树脂基硬碳或沥青基硬碳，所述硬碳的粒径为7~15μm。

5.根据权利要求1所述高首效高倍率硅基负极材料，其特征在于，步骤（3）中，所述无定型碳源为低温沥青、高温沥青、煤焦油、酚醛树脂、古马隆树脂中的一种或多种；所述混合造粒设备为捏合机、VC加热包覆机、立式釜、卧式釜中的一种；所述造粒设备中的反应工艺为升温到200~500℃，保温2~8h。

6.根据权利要求1所述高首效高倍率硅基负极材料，其特征在于，步骤（4）中，所述惰性氛围为氮气、氩气、氦气中的一种；所述高温处理温度为700~900℃，所述高温处理时间为2~15h。

7.一种如权利要求1所述的高首效高倍率硅基负极材料在锂离子电池中的应用。