[發明專利]硅基負極材料及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請號: 201980003460.0
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111133614A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 魏良勤;馬飛;劉冬冬;吳玉虎;吳志紅;丁曉陽;李鳳鳳
• 申請（專利權）人: 上海杉杉科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市一法律師事務所 11654
• 代理人: 劉榮娟

1.一種硅基負極材料的制備方法，包括：

將硅基底材料通過氣相沉積氣體以使所述硅基底材料表面包覆一定厚度的碳沉積層，所述的氣相沉積氣體包括第一碳源氣體和第二碳源氣體，

其中，所述氣相沉積氣體中所述第一碳源氣體和第二碳源氣體的體積百分比在形成碳沉積層的不同反應階段增加或者減小，所述的碳沉積層靠近所述硅基底材料一側的致密程度大于或者小于所述碳沉積層的另一側。

2.如權利要求1所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述氣相沉積氣體中所述第一碳源氣體和第二碳源氣體的體積百分比在形成碳沉積層的不同反應階段單調增加或者減小。

3.如權利要求1所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述氣相沉積氣體中所述第一碳源氣體和第二碳源氣體的體積百分比在形成碳沉積層的不同反應階段呈階梯狀單調增加或者減小。

4.如權利要求1至3中任意一項所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述第一碳源氣體為乙炔、乙烯中的一種或兩種的組合，所述第二碳源氣體為苯、甲苯中的一種或兩種的組合。

5.如權利要求1所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述氣相沉積氣體中所述第一碳源氣體和第二碳源氣體的體積百分比在0～20之間變化。

6.如權利要求1所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述氣相沉積氣體中所述第一碳源氣體和第二碳源氣體的體積百分比在0～20之間單調增加或者遞減。

7.如權利要求1所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述氣相沉積氣體中所述第一碳源氣體和第二碳源氣體的體積百分比從5～20呈梯度減小至0～5或者呈梯度從0～5增加至5～20。

8.如權利要求1所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述氣相沉積氣體中所述第一碳源氣體和第二碳源氣體的體積百分比按照3～15個階梯單調遞減。

9.如權利要求1所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述的方法在惰性氣氛中進行，所述的第一碳源氣體和第二碳源氣體的體積和占總氣氛的體積百分含量的1～30％。

10.如權利要求1所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述的硅基底材料包括冶金硅、硅的氧化物SiOx(0≤x≤1.5)，多孔硅中的一種或多種混合物，所述硅基底材料的粒徑中值范圍為1μm～20μm。

11.如權利要求10所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述的硅基底材料還包括通式為MSiOy的化合物，其中0.85＜y≤3；M為Li、Na、Mg、Al、Fe、Ca中的任意一種或者多種。

12.如權利要求1所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述方法的反應溫度為700℃～1000℃，反應時間為3～12h。

13.如權利要求1所述的硅基負極材料的制備方法，其特征在于，所述碳沉積層的厚度為10nm～150nm。

14.一種硅基負極材料，包括：

硅基底材料；以及

碳沉積層，所述碳沉積層包覆所述硅基底材料，其中，所述的碳沉積層靠近所述硅基底材料一側的致密程度大于或者小于所述碳沉積層的另一側。

15.如權利要求14所述的硅基負極材料，其特征在于，所述的碳沉積層內致密程度由內側到外側單調增加或者減小。

16.如權利要求14所述的硅基負極材料，其特征在于，所述的碳沉積層內致密程度按照3～15個階梯單調增加或減小。