CN112467114A - 硅氧复合材料及其制备方法以及锂离子电池 - Google Patents

硅氧复合材料及其制备方法以及锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本申请涉及锂离子电池领域，涉及一种硅氧复合材料及其制备方法以及锂离子电池。在酸改性氧化亚硅表面原位聚合，形成聚合物包裹氧化亚硅的核壳结构。通过在氧化亚硅表面原位聚合，能够在氧化亚硅表面枝接原位反应位点，形成内核与外壳结合的牢固连接结构，碳化后形成的碳结构稳定，结合牢固，能够有效地提高复合材料的电导率。而且由于形成了聚合物包裹氧化亚硅的核壳结构，使得氧化亚硅材料具有弹性保护层，解决了氧化亚硅负极体积膨胀的问题。采用有机锂对核壳结构进行预锂化提高了材料的首次效率。

Description

硅氧复合材料及其制备方法以及锂离子电池
技术领域
本申请涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种硅氧复合材料及其制备方法以及锂离子电池。
背景技术
氧化亚硅以其能量密度高、材料来源广泛等优点而成为下一代高能量密度锂离子电池的首选材料，但是其材料自身导电率差、首次效率低及其充放电过程中膨胀大，造成锂离子电池的电导率和首次效率差。
目前，提高氧化亚硅导电性的措施之一是通过材料表面碳包覆，从而提高其材料的导电性，但是现有包覆技术无法有效抑制材料的体积膨胀问题，且材料的首效较差。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种硅氧复合材料及其制备方法以及锂离子电池，其旨在同时提高锂离子电池的电导率和首次效率。
第一方面，本申请提供一种硅氧复合材料的制备方法，包括：
在酸改性氧化亚硅表面原位聚合，得到聚合物包裹氧化亚硅的材料。
通过在氧化亚硅表面原位聚合聚苯胺材料，能够在氧化亚硅材料表面形成均匀的导电聚合物包覆层，能够有效地提高复合材料的电导率，从而有望提高锂离子电池的导电性能。并且由于形成了聚合物包覆层结构具有较好的弹性，可以有效抑制材料在充放电过程中的体积膨胀问题，从而有助于提升电池的循环稳定性及安全性。
在本申请的其他实施例中，在酸改性氧化亚硅表面原位聚合的步骤包括：
将酸改性氧化亚硅、聚合物单体溶液混合进行聚合反应；
可选地，聚合物单体为苯胺。
在本申请的其他实施例中，原位聚合时，加入引发剂；
可选地，引发剂选择过硫酸铵；
以质量比计，氧化亚硅：苯胺：过硫酸铵＝100:(1～10)：(0.1～1)；
可选地，过硫酸铵的浓度为(1～10)％wt。
在本申请的其他实施例中，在酸改性氧化亚硅表面原位聚合的步骤包括：
将酸改性的氧化亚硅与聚合物单体溶液混合后，在温度为(0～4)℃超声搅拌1.5～3h，然后加入引发剂，在温度为(0～4)℃反应(1～48)h，之后过滤、干燥。
在本申请的其他实施例中，在酸改性氧化亚硅表面原位聚合的步骤包括：
对氧化亚硅进行酸化处理，然后与聚合物单体溶液混合，进行聚合反应；
可选地，对氧化亚硅进行酸化处理的步骤，包括：
将氧化亚硅和酸混合浸泡1h～24h后，去除氧化亚硅表面残余混酸后，进行干燥；
酸包括：盐酸、硫酸和硝酸中的一种或几种。
在本申请的其他实施例中，该方法还包括采用有机锂对所述聚合物包裹氧化亚硅的材料进行预锂化。
采用有机锂对氧化亚硅材料进行预锂化，锂能够与氧化亚硅材料内的二氧化硅相生成硅酸锂，避免后期不可逆容量的消耗，从而有效提升了材料的首次效率。
进一步可选地，采用有机锂对聚合物包裹氧化亚硅的材料进行预锂化的步骤，包括：
将聚合物包裹氧化亚硅的材料、有机锂溶液、催化剂以及有机溶剂混合，然后将混合液研磨12h～72h，之后进行干燥；
将干燥后的产物置于炉中，在惰性气氛下，在温度为(150～500)℃反应(1～48)h。
在本申请的其他实施例中，有机锂选自甲基锂、甲醇锂、三甲基硅甲基锂、六甲基二硅基胺基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、异丁基锂、二异丙胺基锂或者正己基锂中的至少一种；
可选地，催化剂选自环氧丙烷或者乙腈中的至少一种。
在本申请的其他实施例中，以质量比计，聚合物包裹氧化亚硅的材料：有机锂：催化剂：有机溶剂＝100:(1～10):(0.1～1):(100～1000)。
第二方面，本申请提供一种硅氧复合材料，该硅氧复合材料为核壳结构，内部为预锂化的硅氧材料，外壳结构为弹性聚苯胺层结构；
预锂化的硅氧材料包括：硅以纳米晶形式镶嵌在硅酸锂的内部。
该硅氧复合材料通过形成核壳结构，并且使硅以纳米晶形式镶嵌在硅酸锂的内部作为内核，在内核外部包裹具有弹性的聚苯胺层，有效地提高复合材料的电导率，提升了材料的首次效率。
第三方面，本申请提供一种锂离子电池，包括采用前述任一项的硅氧复合材料的制备方法制得的硅氧复合材料。
该锂离子电池，通过设置上述方法制得的硅氧复合材料，同时提高锂离子电池的电子导电性和首次效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1中的硅氧复合材料的SEM图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施方式提供了一种硅氧复合材料的制备方法，包括：
步骤S1、在酸改性氧化亚硅表面原位聚合，得到聚合物包裹氧化亚硅的材料。
通过在氧化亚硅表面原位聚合聚苯胺材料，能够在氧化亚硅材料表面形成均匀的导电聚合物包覆层，能够有效地提高复合材料的电导率，从而有望提高锂离子电池的导电性能。并且由于形成了聚合物包覆层结构具有较好的弹性，可以有效抑制材料在充放电过程中的体积膨胀问题，从而有助于提升电池的循环稳定性及安全性。
进一步地，在酸改性氧化亚硅表面原位聚合的步骤包括：
将酸改性氧化亚硅、聚合物单体溶液混合进行聚合反应。
在本申请一些实施方式中，上述的聚合物单体选择苯胺。
通过选择苯胺在酸改性氧化亚硅表面原位聚合，能够依靠氧化亚硅表面的羧基与苯胺表面的氨基形成的酰基基团，并经过聚合反应，形成内核与外壳的牢固结合，提高材料的导电率。
进一步地，当聚合物单体选择为苯胺；原位聚合时，加入引发剂。进一步可选地，引发剂选择过硫酸铵。
进一步地，以质量比计，氧化亚硅：苯胺：过硫酸铵＝100:(1～10)：(0.1～1)。
进一步可选地，以质量比计，氧化亚硅：苯胺：过硫酸铵＝100:(2～9)：(0.2～0.9)。
进一步可选地，以质量比计，氧化亚硅：苯胺：过硫酸铵＝100:(3～8)：(0.3～0.8)。
示例性地，以质量比计，氧化亚硅：苯胺：过硫酸铵＝100:4：0.4；或者100:5：0.5或者100:6：0.6或者100:7：0.7。
进一步地，过硫酸铵的浓度为(1～10)％wt。
进一步可选地，过硫酸铵的浓度为(2～9)％wt。
进一步可选地，过硫酸铵的浓度为(3～8)％wt。
示例性地，进一步可选地，过硫酸铵的浓度为4％wt、5％wt、6％wt、7％wt。
在本申请其他可选的实施方式中，苯胺在酸改性氧化亚硅表面原位聚合时，也可以选择其他引发剂，例如亚硫酸氢钠等。
进一步地，在酸改性氧化亚硅表面原位聚合的步骤包括：
对氧化亚硅进行酸化处理，然后与聚合物单体溶液混合，进行聚合反应。
由于氧化亚硅表面有很多的-OH基团，而苯胺聚合的过程需要在酸性环境下进行，因此，利用酸对氧化亚硅其处理，能够为苯胺聚合为聚苯胺提供相关的条件。
进一步地，对氧化亚硅进行酸化处理的步骤，包括：
将氧化亚硅和酸混合浸泡1h～24h后，去除氧化亚硅表面残余混酸后，进行干燥。
进一步可选地，将氧化亚硅和酸混合浸泡2h～22h；进一步可选地，将氧化亚硅和酸混合浸泡5h～20h；进一步可选地，将氧化亚硅和酸混合浸泡10h～15h。
示例性地，将氧化亚硅和酸混合浸泡3h、6h、8h、12h、16h或者18h。
进一步地，酸包括：盐酸、硫酸和硝酸中的一种或几种。
进一步地，去除氧化亚硅表面残余酸的步骤包括：将氧化亚硅和酸混合浸泡1h～24h后，采用去离子水进行清洗。
进一步地，原位聚合时，将酸改性的氧化亚硅与聚合物单体溶液混合后，还在温度为(0～4)℃超声搅拌1.5～3h，然后加入引发剂，在温度为(0～4)℃进行反应(1～48)h，之后过滤、干燥。
进一步可选地，将酸改性的氧化亚硅与聚合物单体溶液混合后，还在温度为(0.1～3.9)℃超声搅拌1.6～2.9h，然后加入引发剂，在温度为(0.1～3.9)℃进行反应(1.2～45)h，之后过滤、干燥、粉碎。
进一步可选地，将酸改性的氧化亚硅与聚合物单体溶液混合后，还在温度为(0.5～3.5)℃超声搅拌2～2.8h，然后加入引发剂，在温度为(0.5～3.5)℃进行反应(10～40)h，之后过滤、干燥、粉碎。
示例性地，将酸改性的氧化亚硅与聚合物单体溶液混合后，还在温度为1℃、1.5℃、2℃、2.5℃或者3℃超声搅拌2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h或者2.7h；然后加入引发剂，在温度为1℃、1.5℃、2℃、2.5℃或者3℃进行反应8h、12h、15h、20h、24h、30h或者35h；之后过滤、干燥、粉碎。
步骤S2、采用有机锂对步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料进行预锂化。
通过采用有机锂对步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料进行预锂化，能够有效提高其材料的首次效率。更重要的是，现有技术中，常规技术手段是采用金属锂等无机锂进行预锂化，而采用无机锂进行预锂化，预锂化程度低。
本申请实施方式，采用有机锂对步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料进行预锂化，根据相似相溶原理，有机锂能够使得聚合物的外壳分布地更加均匀，从而使得预锂化效果更好，预锂化程度更高。
进一步地，采用有机锂对步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料进行预锂化的步骤，包括：
将步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料、有机锂溶液、催化剂以及有机溶剂混合，然后将混合液研磨12h～72h，之后进行干燥。然后将干燥后的产物置于炉中，在惰性气氛下，在温度为(150～500)℃反应(1～48)h。通过在炉中加热，能够将锂扩散至硅氧材料内部，并生成硅酸锂，使硅以纳米晶形式镶嵌在硅酸锂的内部，形成内核，聚苯胺包裹在外部，成为外壳，从而形成核壳结构。
进一步可选地，采用有机锂对步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料进行预锂化的步骤，包括：
将步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料、有机锂溶液、催化剂以及有机溶剂混合，然后将混合液研磨15h～70h，之后进行干燥。
进一步可选地，采用有机锂对步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料进行预锂化的步骤，包括：
将步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料、有机锂溶液、催化剂以及有机溶剂混合，然后将混合液研磨20h～65h，之后进行干燥。
示例性地，将步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料、有机锂溶液、催化剂以及有机溶剂混合，然后将混合液研磨22h、25h、28h、30h、35h、40h、45h、50h或者55h。
进一步地，将混合液研磨是将混合液转移至球磨机中进行球磨。
进一步地，有机锂选自甲基锂、甲醇锂、三甲基硅甲基锂、六甲基二硅基胺基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、异丁基锂、二异丙胺基锂或者正己基锂中的至少一种。
进一步地，催化剂选自环氧丙烷或者乙腈中的至少一种。
进一步地，有机溶剂选择N-甲基吡咯烷酮。
进一步地，以质量比计，步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料：有机锂：催化剂：有机溶剂＝100:(1～10):(0.1～1):(100～1000)。
进一步可选地，以质量比计，步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料：有机锂：催化剂：有机溶剂＝100:(2～9):(0.2～1.9):(105～995)。
进一步可选地，以质量比计，步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料：有机锂：催化剂：有机溶剂＝100:(3～8):(0.5～1.5):(120～980)。
示例性地，以质量比计，步骤S1制得的聚合物包裹氧化亚硅的材料：有机锂：催化剂：有机溶剂＝100:4:0.6:150、100:5:0.8:200、100:6:1:400或者100:7:1.2:800。
进一步可选地，加热反应的步骤，包括：
将干燥后的产物置于炉中，在惰性气氛下，在温度为(250～450)℃反应(5～70)h。
进一步可选地，加热反应的步骤，包括：
将干燥后的产物置于炉中，在惰性气氛下，在温度为(280～450)℃反应(10～60)h。
示例性地，将干燥后的产物置于炉中，在惰性气氛下，在温度为290℃、300℃、320℃、350℃、380℃、400℃或者430℃反应8h、12h、15h、20h、25h、30h、35h、40h、45h、50h或者55h。
进一步地，上述炉可以选择管式炉。
进一步地，上述惰性气体可以选择氩气等。
本申请的一些实施方式还提供一种硅氧复合材料，硅氧复合材料为核壳结构，内部为预锂化的硅氧材料，外壳结构为弹性聚苯胺层结构；
预锂化的硅氧材料包括：硅以纳米晶形式镶嵌在硅酸锂的内部。
该硅氧复合材料可以采用前述任一个实施方式提供的硅氧复合材料的制备方法制得。
该硅氧复合材料通过形成核壳结构，并且使硅以纳米晶形式镶嵌在硅酸锂的内部作为内核，在内核外部包裹具有弹性的聚苯胺层，有效地提高复合材料的电导率，提升了材料的首次效率。
本申请的一些实施方式还提供一种锂离子电池，包括采用前述任一个实施方式中的硅氧复合材料的制备方法制得的硅氧复合材料。
该锂离子电池，通过设置上述方法制得的硅氧复合材料，同时提高锂离子电池的电子导电性和首次效率。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
提供一种硅氧复合材料，是这样制备的：
(1)、将100g氧化亚硅添加到500mL盐酸中浸泡12h，之后采用去离子水清洗，80℃真空干燥48h，得到改性氧化亚硅材料A；同时配置1％wt的苯胺水溶液500mL，之后将氧化亚硅改性材料A添加其中，并在温度为0℃超声搅拌2h，之后添加50mL，1％wt过硫酸铵溶液，并在温度为0℃进行反应48h，之后过滤、干燥、粉碎得到聚合物包裹氧化亚硅的材料B；
(2)、取100g聚合物包裹氧化亚硅的材料B放置到5g正丁基锂溶液中，同时添加0.5g环氧丙烷催化剂及其500mL N-甲基吡咯烷酮，之后转移到球磨机进行球磨48h，干燥得到产物C；
(3)、将产物C转移到管式炉中，在氩气惰性气氛下，并在温度为300℃反应48h，之后自然降温到室温的而到硅氧复合材料D。
实施例2
提供一种硅氧复合材料，是这样制备的：
(1)、将100g氧化亚硅添加到硫酸中浸泡1h，之后采用去离子水清洗，80℃真空干燥48h得到改性氧化亚硅材料A；同时配置0.5％wt的苯胺水溶液200mL，之后将氧化硅改性材料A添加其中，并在温度为4℃超声搅拌2h，之后添加200mL，1％wt过硫酸铵溶液，并在温度为4℃进行反应1h，之后过滤、干燥、粉碎得到聚合物包裹氧化亚硅的材料B；
(2)、取100g聚合物包裹氧化亚硅的材料B放置到1g仲丁基锂溶液中，同时添加0.1g乙腈催化剂及其500mL，N-甲基吡咯烷酮有机熔剂，之后转移到球磨机进行球磨12h，干燥得到产物C；
(3)、将产物C转移到管式炉中，在氩气惰性气氛下，并在温度为200℃反应72h，之后自然降温到室温的而到硅氧复合材料D。
实施例3
提供一种硅氧复合材料，是这样制备的：
(1)、将100g氧化亚硅添加到硝酸中浸泡24h，之后采用去离子水清洗，80℃真空干燥48h得到改性氧化亚硅材料A；同时配置200mL，5％wt的苯胺水溶液，之后将氧化亚硅改性材料A添加其中，并在温度为4℃超声搅拌2h，之后添加20mL，5％wt过硫酸铵溶液，并在温度为4℃进行反应48h，之后过滤、干燥、粉碎得到聚合物包裹氧化亚硅的材料B；
(2)、取100g聚合物包裹氧化亚硅的材料B放置到10g叔丁基锂溶液中，同时1g环氧丙烷催化剂及其1000mL N-甲基吡咯烷酮有机熔剂，之后转移到球磨机进行球磨72h，干燥得到产物C；
(3)、将产物C转移到管式炉中，在氩气惰性气氛下，并在温度为500℃反应1h，之后自然降温到室温的而到硅氧复合材料D。
对比例1
提供一种硅氧复合材料，是这样制备的：
将100g氧化亚硅添加到500ml N-甲基吡咯烷酮中，并转移到球磨机进行球磨12h，干燥后转移到管式炉中，在氩气惰性气氛下，并在温度为200℃反应72h，之后自然降温到室温，制得硅氧复合材料。
对比例2
提供一种硅氧复合材料，是这样制备的：
(1)、将100g氧化亚硅添加到500mL混酸中(体积比，硫酸：硝酸＝1:1)浸泡12h，之后采用去离子水清洗，80真空干燥48h得到改性氧化亚硅材料A；同时配置1％wt的苯胺水溶液500mL，之后将氧化硅改性材料A添加其中，并在温度为0℃超声搅拌2h，之后添加50mL，1％wt过硫酸铵溶液，并在温度为0℃进行反应48h，之后过滤、干燥、粉碎得到聚合物包裹氧化亚硅的材料B；
(2)、取100g聚合物包裹氧化亚硅的材料B放置到1000ml，0.5％的碳酸锂N-甲基吡咯烷酮溶液中，之后转移到球磨机进行球磨48h，干燥得到中间材料C；
(3)、将C转移到管式炉中，在氩气惰性气氛下，并在温度为300℃反应48h，之后自然降温到室温的而到硅氧复合材料D。
对实施例1～3提供的硅氧复合材料以及对比例1～2提供的硅氧复合材料的性能进行检测。
实验例1
对实施例1的硅氧复合材料进行SEM测试。测试结果如图1所示。由图1可知，硅氧复合材料的颗粒粒径大小为5～15μm，大小分布均匀、合理。
实验例2
对实施例1～3的硅氧复合材料以及对比例1～2中的硅氧复合材料的粉体电导率以及振实密度进行测试，测试结果如表1所示。
表1比表面积以及振实密度测试结果
样品 振实密度(g/cm<sup>3</sup>) 粉体电导率(S/cm)
实施例1 1.11 18.5
实施例2 1.04 17.3
实施例3 1.02 16.4
对比例1 0.91 9.4
对比例2 0.95 8.1
由表1可知：本申请的硅氧复合材料与对比例相比，材料的粉体电导率得到明显提升。其与材料的内核氧化亚硅表面包裹聚合物外壳有关，通过在内核氧化亚硅表面包裹聚合物，提高了材料的电子电导率。
实验例3
将实施例1～3的硅氧复合材料以及对比例1-2中的硅氧复合材料分别作为活性材料制备极片，具体制备方法为：取实施例1～3、对比例1-2的硅氧复合材料各9g作为活性物质、0.5g导电剂SP、0.5g粘结剂LA123加入到220mL去离子水中搅拌均匀，得浆料；将浆料涂膜于铜箔集流体上，即得极片。
将以实施例1的硅氧复合材料为活性物质的极片标记为A，以实施例2的硅氧复合材料为活性物质的极片标记为B，以实施例3的硅氧复合材料为活性物质的极片标记为C，以对比例1的硅氧复合材料为活性物质的极片标记为D，以对比例2的硅氧复合材料为活性物质的极片标记为E。
然后将制得的极片作为正极，与锂片、电解液以及隔膜在氧气和水含量均低于0.1ppm的手套箱中组装成扣式电池。其中隔膜为celegard 2400；电解液为LiPF6的溶液，LiPF6的浓度为1mol/L，溶剂为碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DMC)(重量比为1：1)的混合溶液。分别将扣式电池标记为A-1，B-1，C-1、D-1以及E-1。然后采用蓝电测试仪测试扣式电池的性能，测试条件为：0.1C的倍率充放电，电压范围为0.05～2V，循环3周后停止。测试结果如表2所示。
表2性能测试结果
锂离子电池 首次放电容量(mAh/g) 首次效率(％)
A-1 1380 84.9
B-1 1340 84.3％
C-1 1320 84.1％
D-1 1520 74.5％
E-1 1310 81.5％
由表2可知，本申请实施例的硅氧复合材料与对比例相比，材料的首次效率得到明显提升，其与材料的预锂化有关。通过预锂化处理，降低了硅氧复合材料的不可逆容量，从而提高了锂电池首次效率。
实验例4
将实验例3中制得的极片A～E作为负极，与正极三元材料(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)、电解液以及隔膜组装成5Ah的软包电池。其中隔膜为celegard 2400，电解液为LiPF6溶液(溶剂为体积比为1:1的EC和DEC的混合溶液，LiPF6的浓度为1.3mol/L)。将制得的软包电池分别标记为A-2、B-2、C-2、D-2、E-2。
对软包电池进行以下性能测试：
(1)对定容后的软包电池A-2～E-2解剖测试其负极极片的厚度D1，然后将各软包电池循环100次(1C/1C@25±3℃@2.5-4.2V)后对软包电池进行满电充电，然后再次解剖测试循环后负极极片的厚度D2，然后计算膨胀率(膨胀率为
Figure BDA0002809007650000141
)，测试结果如表3所示。
表3负极极片膨胀率测试结果
锂离子电池 D1(μm) D2(μm) 膨胀率
A-2 112 158.5 41.50％
B-2 111 158.0 42.30％
C-2 112 160.4 43.20％
D-2 114 182.2 59.80％
E-2 113 171.0 51.30％
由表3可知，采用本申请的硅氧复合材料制得的软包锂离子电池的负极极片的膨胀率明显低于对比例。其原因是由于本申请的硅氧复合材料材料致密度高，降低了硅氧复合材料的体积膨胀。
(2)对软包电池A-2～E-2进行循环性能测试和倍率测试，测试条件为：充放电电压范围为2.5～4.2V，温度为25±3.0℃，充放电倍率为1.0C/1.0C。倍率测试：测试其材料在2C条件下的恒流比，其测试结果如表4所示。
表4循环性能测试结果
Figure BDA0002809007650000151
由表4可知，采用本申请实施例的硅氧复合材料制备出的软包锂离子电池在循环的各个阶段的循环性能都优于对比例，其原因为，本申请的硅氧复合材料中的结构致密降低了其膨胀率，提高了循环性能和快充倍率性能。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
在酸改性氧化亚硅表面原位聚合，得到聚合物包裹氧化亚硅的材料。
2.根据权利要求1所述的硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，
所述在酸改性氧化亚硅表面原位聚合的步骤包括：
将酸改性氧化亚硅、聚合物单体溶液混合进行聚合反应；
可选地，所述聚合物单体为苯胺。
3.根据权利要求2所述的硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，
原位聚合时，加入引发剂；
可选地，所述引发剂选择过硫酸铵；
以质量比计，所述氧化亚硅：所述苯胺：所述过硫酸铵＝100:(1～10)：(0.1～1)；
可选地，所述过硫酸铵的浓度为(1～10)％wt。
4.根据权利要求1所述的硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，
所述在酸改性氧化亚硅表面原位聚合的步骤包括：
将酸改性的氧化亚硅与聚合物单体溶液混合后，在温度为(0～4)℃超声搅拌1.5～3h，然后加入引发剂，在温度为(0～4)℃反应(1～48)h，之后过滤、干燥。
5.根据权利要求1所述的硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，
所述在酸改性氧化亚硅表面原位聚合的步骤包括：
对氧化亚硅进行酸化处理，然后与聚合物单体溶液混合，进行聚合反应；
可选地，所述对氧化亚硅进行酸化处理的步骤，包括：
将氧化亚硅和酸混合浸泡1h～24h后，去除氧化亚硅表面残余混酸后，进行干燥；
所述酸包括：盐酸、硫酸和硝酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，
所述方法还包括采用有机锂对所述聚合物包裹氧化亚硅的材料进行预锂化；
可选地，所述采用有机锂对所述聚合物包裹氧化亚硅的材料进行预锂化的步骤，包括：
将所述聚合物包裹氧化亚硅的材料、有机锂溶液、催化剂以及有机溶剂混合，然后将混合液研磨12h～72h，之后进行干燥；
将干燥后的产物置于炉中，在惰性气氛下，在温度为(150～500)℃反应(1～48)h。
7.根据权利要求6所述的硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，
所述有机锂选自甲基锂、甲醇锂、三甲基硅甲基锂、六甲基二硅基胺基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、异丁基锂、二异丙胺基锂或者正己基锂中的至少一种；
可选地，所述催化剂选自环氧丙烷或者乙腈中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的硅氧复合材料的制备方法，其特征在于，
以质量比计，所述聚合物包裹氧化亚硅的材料：有机锂：催化剂：有机溶剂＝100:(1～10):(0.1～1):(100～1000)。
9.一种硅氧复合材料，其特征在于，所述硅氧复合材料为核壳结构，内部为预锂化的硅氧材料，外壳结构为弹性聚苯胺层结构；
所述预锂化的硅氧材料包括：硅以纳米晶形式镶嵌在硅酸锂的内部。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括采用权利要求1～9任一项所述的硅氧复合材料的制备方法制得的硅氧复合材料。
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