【技术实现步骤摘要】
一种低含氧多孔硅复合粉体材料及其制备和应用
本专利技术属于锂电池电极材料
，特别涉及一种低含氧多孔硅复合粉体材料及其制备方法。
技术介绍
目前，商业化锂离子电池的负极材料主要采用石墨类材料，石墨的理论容量较低，限制了锂离子电池能量密度的进一步提高。硅由于具有理论容量高(超过石墨理论容量的十倍)、安全性能好和来源广泛等优势，成为新型负极材料研究的主流。然而，硅在充放电过程中巨大的体积膨胀和较低的本征导电性，导致电池的循环和倍率性能不佳。而硅的化合物中，一氧化硅(SiO)的理论比容量较高，且可在首次充放电过程中与锂离子反应生成电化学惰性的Li2O和Li2SiO4，有效缓解活性材料的体积膨胀问题，改善了电池循环性能。然而，锂离子的大量消耗也使得一氧化硅的首次库伦效率低下。因此，在硅基负极材料领域，技术的重点和难点集中在如何维持硅基负极循环稳定性的同时，提高首次库伦效率。通常来说，降低硅氧化合物中的氧含量，有利于提高首次库伦效率，而维持一定的氧含量则有利于改善循环稳定性，因此，硅基负极中氧含量的精确控制尤为重要，制备出...
【技术保护点】
1.一种低含氧多孔硅复合材料，其特征在于，包括内核以及复合在内核表面的外壳；其中，内核为局域非晶化的低含氧多孔结构硅SiO
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种低含氧多孔硅复合材料，其特征在于，包括内核以及复合在内核表面的外壳；其中，内核为局域非晶化的低含氧多孔结构硅SiOy；外壳为薄碳包覆层；
其中，0<y<1；所述的薄碳包覆层的厚度不高于100nm。
2.如权利要求1所述的低含氧多孔硅复合材料，其特征在于，所述的低含氧多孔硅复合材料中，内核和/或外壳材料中掺杂有非金属元素E；所述的非金属元素E为硼、氮、磷、硫中的至少一种；
优选地，非金属元素E的含量为0.1-5wt％；
优选地，所述的y为0.01～0.8；
优选地，所述的薄碳包覆层的厚度为5-100nm；
优选地，所述的低含氧多孔硅复合材料的粒度为微米或亚微米级；优选为100nm-30μm；
优选地，所述的低含氧多孔硅复合材料的颗粒具有多孔结构，比表面积10-100m2/g，平均孔径为2-50nm。
3.一种权利要求1或2所述的低含氧多孔硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：通过化学气相沉积在SiO颗粒的表面形成薄碳包覆层，制得薄层碳包裹的一氧化硅微粒；
步骤(2)：将包含薄层碳包裹的一氧化硅微粒、金属M、复配盐在内的原料混合造粒，得到复合前驱体；所述的复配盐包括两种及以上的碱金属和/或碱土金属中的稳定性盐；且所述的复配盐的共熔温度为200-600℃；
步骤(3)：将复合前驱体在惰性气氛下进行烧结反应，随后经洗涤，得所述的低含氧多孔硅复合材料。
4.如权利要求3所述的低含氧多孔硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述的SiO颗粒的粒径不高于30μm；优选为1～16μm；
优选地，所述的SiO颗粒由商业SiO材料经过破碎、粉碎得到；所述的商业SiO材料1μm-10mm。
5.如权利要求3所述的低含氧多孔硅复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)，化学气相沉积的工艺为：以乙炔或甲烷为原料气，氢气或氩气为载气，原料气流量50-300mL/min，载气流量10-100mL/min；
沉积温度在550-900℃；
保温时间优选为0.5-2h。
技术研发人员：周昊宸，周向清，王鹏，周进辉，
申请(专利权)人：湖南宸宇富基新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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