[發明專利]一種非水電解質二次電池用負極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710061461.3
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN106848282B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 彭憲利
• 申請（專利權）人: 彭憲利
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/38;H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京布瑞知識產權代理有限公司 11505
• 代理人: 孟潭

1.一種硅氧化物一維納米材料，所述材料包括硅氧化物，化學式為SiO_x，其中0.9＜x1.5；所述硅氧化物具有一維納米結構；所述硅氧化物為多晶態，長度為1-20 μm，直徑為20-50 nm；所述硅氧化物一維納米材料為用在非水電解質二次電池的負極材料中的硅氧化物一維納米材料。

2.一種權利要求1所述的硅氧化物一維納米材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

（1）用含有三價鐵離子的金屬鹽處理二氧化硅納米小球，干燥；

（2）將步驟（1）所得產物置于有機胺溶液的蒸汽中加熱，得到硅氧化物一維納米材料；所述有機胺選自：乙二胺、丙二胺、丁二胺中的一種或多種；

任選的，（3）洗滌除雜。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的二氧化硅小球為雙介孔二氧化硅小球，其表面為介孔結構，孔徑為5-10 nm；和/或，所述二氧化硅小球的直徑為2-6 μm；和/或，所述小球的比表面積為500-750 m²/g。

4.如權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，所述的金屬鹽除含有三價鐵離子以外，任選地還含有鈷鹽和/或鎳鹽；和/或，

所述的三價鐵離子的鹽選自：FeCl₃、FeBr₃、Fe(NO₃)₃、Fe₂(SO₄)₃；和/或，

所述的二氧化硅與金屬鹽的摩爾比為1: 0.7-1.5；和/或，

所述的有機胺溶液為有機胺水溶液，其中有機胺與水的體積比為0.01-10: 1；和/或，

步驟（1）和（2）反應在含有聚四氟乙烯內襯的反應釜中進行；所述的反應釜中反應物質的填充度為50-70%。

5.如權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述金屬鹽處理二氧化硅納米小球包括將二氧化硅小球與金屬鹽溶液混勻；和/或，

步驟（1）中所述的干燥包括烘烤和焙燒步驟；和/或，

所述烘烤溫度為50-150 ℃；和/或，

所述焙燒溫度為200-1000 ℃；和/或，

步驟（2）中所述的加熱溫度為100-400 ℃；和/或，

步驟（2）中所述的加熱時間為10-60小時；和/或，

步驟（1）和（2）反應在含有聚四氟乙烯內襯的反應釜中進行；所述的反應釜中反應物質的填充度為50-70%。

6.一種一維硅氧化物/碳復合材料，所述復合材料為核殼結構或疊層結構，以權利要求1所述的硅氧化物一維納米材料為內核層，以碳包覆層為殼層。

7.如權利要求6所述的復合材料，其特征在于，所述碳包覆層厚度為1-20 nm；和/或，所述復合材料中碳的質量含量百分比為1-10%；和/或，

所述的碳包覆層材料的碳化前驅體選自：聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、瀝青、葡萄糖、蔗糖和淀粉中的一種或多種；和/或，

所述的復合材料結構為一維納米結構，所述納米結構的長度為0.1-50 μm。

8.如權利要求7所述的復合材料，其特征在于，所述碳包裹層材料的碳化前驅體為酚醛樹脂。

9.如權利要求8所述的復合材料，其特征在于，所述碳包裹層材料的碳化前驅體為間苯二酚-甲醛樹脂。

10.一種權利要求6-9中任意一項所述的一維硅氧化物/碳復合材料的制備方法，所述方法包括對權利要求1所述的硅氧化物一維納米材料進行碳包覆的步驟；

所述的碳包覆包括有機物在內核表面聚合、碳化后形成碳包覆層的步驟。