CN113471440B - 一种硅氧材料、其制备方法及用途 - Google Patents

一种硅氧材料、其制备方法及用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硅氧材料、其制备方法及用途。所述硅氧材料的制备原料包括掺杂元素M掺杂的Si单质，所述掺杂元素M包括硼、铝、镓、铟、氮、磷、砷或锑中的任意一种或至少两种的组合。由于采用第三主族和/或第五主族的元素对Si单质进行掺杂，改变了硅单质的动力学性能，进而可以使Si单质在与SiO2等原料氧化还原反应制备硅氧材料时，硅氧材料形成界面团簇混合模型，其中的Si元素具有导体属性，从而使得到的硅氧材料具有较高的电导率。

Description

一种硅氧材料、其制备方法及用途
技术领域
本发明涉及电池技术领域，涉及一种硅氧材料、其制备方法及用途，尤其在于提供一种元素掺杂的硅氧材料、其制备方法及用途。
背景技术
锂电池的四大主材为：正极、负极、隔膜和电解液，而正极材料和负极材料的离子电导率和电子电导率对锂电池的功率密度具有决定性影响。负极材料的离子电导率和电子电导率低于正极材料，所以负极材料为锂电池提升功率密度的短板，决定锂电池的功率密度。
硅氧材料具有约2500mAh/g的理论克容量已经成功应用在锂离子电池的负极材料中，但是硅材料为半导体，离子电导率和电子电导率都差于石墨材料。因此硅氧材料的动力学性能差于石墨，在快充过程中会导致硅氧材料表面析锂。为了改善硅氧材料的电导率，可以在硅氧材料表面包覆碳层。
例如CN105958036A公开了一种锂离子电池的碳包覆硅负极材料的制备方法，包括以下步骤：先将硅粉进行液相分散，接着与第一碳包覆层和分散剂一起分散；除去溶剂，将得到的固体材料进行高温碳化处理，得到初级碳包覆硅负极材料；制备第二碳包覆材料的分散液，将初级碳包覆硅材料分散到第二碳包覆材料的分散液中，再除去溶剂并进行二次焙烧得到二次碳包覆硅负极材料。碳层的主要目的为：降低硅氧材料的嵌锂势垒，提升硅氧材料的动力学性能，但是碳包覆层不能提升硅氧材料中硅单质的动力学性能。
CN 109768246A公开了一种用于锂离子电池的纳米硅复合阳极材料，其制备方法包括以下步骤：B1、以含有SiOx相的固体颗粒为基体，以Mg/Li/Na/K/Ca/Sr/Ba/Ti/Zr/B/Al/Co单质、合金或固溶体为掺杂原料，将掺杂原料加热到200℃-700℃，使掺杂原料升华，形成掺杂蒸汽；B2、将含有SiOx相的固体颗粒加入到反应器中，在真空条件下或者氩气流携带下，将掺杂蒸汽通入到反应器中，加热反应器到500-800℃，使得掺杂蒸汽与含有SiOx相的固体颗粒接触并发生气固反应；B3、气固反应0.5-24h后，停止通入掺杂蒸汽，在惰性气体保护下将反应后的固体颗粒转移至新的腔室，压力控制在0.8-2.0atm，在800℃-1100℃下热处理2-8h，同时通入气体碳源进行CVD包覆；B4、包覆完成后，冷却至室温，取出物料，解聚过筛得到粉末产品。但是，无法提升硅氧材料的电导率。
因此，有必要提供一种改善硅单质的动力学性能，进而改善硅基负极电导率的方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种硅氧材料、其制备方法及用途，尤其在于提供一种元素掺杂的硅氧材料、其制备方法及用途。本发明的硅氧材料具有较高的电导率，提高了采用其作为负极活性物质的锂离子电池的电化学性能。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种硅氧材料，尤其是一种元素掺杂的硅氧材料，所述硅氧材料的制备原料包括掺杂元素M掺杂的Si单质，所述掺杂元素M包括硼、铝、镓、铟、氮、磷、砷或锑中的任意一种或至少两种的组合。
本发明的硅氧材料，由于采用第三主族和/或第五主族的元素对Si单质进行掺杂，改变了硅单质的动力学性能，进而可以使Si单质在与SiO2等原料氧化还原反应制备硅氧材料时，硅氧材料形成界面团簇混合模型，其中的Si元素具有导体属性，从而使得到的硅氧材料具有较高的电导率。
本发明对硅氧材料的制备原料Si单质进行特定元素的掺杂，相比于现有技术对硅氧材料产品掺杂，二者存在明显不同：现有技术对硅氧材料进行掺杂目的为提升硅氧材料的首效，该方法无法提升硅氧材料的电导率，导致硅氧材料的综合电化学性能不佳；而本发明对原料Si单质进行掺杂目的为提升Si单质的电导率，进而提升硅氧材料的电导率，通过这种方式不仅可以提升硅氧材料的电导率又可以提升硅氧材料的首效，对电化学性能的改善效果优于现有技术。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
本发明中，掺杂元素M包括硼、铝、镓、铟、氮、磷、砷或锑中的任意一种或至少两种的组合。所述组合典型但非限制性实例有：硼和铝的组合，硼和镓的组合，硼和氮的组合，铝和氮的组合，铝和磷的组合，硼和磷的组合，硼、铝和氮的组合，铝、氮和磷的组合等。优选为硼或磷中的任意一种或两种的组合，或者硼、铝、镓和铟的组合，或者氮、磷、砷和锑的组合。通过采用同族元素进行掺杂可以形成相同的结构。
本发明所述硅氧材料的化学式为SiOx，0<x<2(例如0.5、0.7、0.8、1或1.5等)，优选为SiO。
本发明所述掺杂元素M掺杂的Si单质为p型或n型。
优选地，以掺杂元素M掺杂的Si单质总质量为100％计，所述M元素的掺杂量为0.01％～0.1％，掺杂量过少对Si单质的电导率提升效果不明显，掺杂量过多影响Si单质的克容量，0.01％～0.1％掺杂量既可以保证Si单质的克容量又可以显著提升Si单质的电导率。
优选地，所述硅氧材料表面设置有碳包覆层，通过设置碳包覆层可以进一步提升材料的电导率。
优选地，所述硅氧材料经Li和/或Mg掺杂。通过掺杂可以提前形成镁硅酸盐和/或锂硅酸盐，以代替首次嵌锂活性锂的消耗，能够提升硅氧材料的首效。
第二方面，本发明提供如第一方面所述的硅氧材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)在反应炉内，对掺杂元素M的原料进行加热使其气化得到掺杂元素气体，所得掺杂元素气体与Si单质接触并反应，得到掺杂元素M掺杂的Si单质；
(2)采用掺杂元素M掺杂的Si单质与SiO2反应，制备硅氧材料。
本发明的方法中，对所述掺杂元素M的原料的具体种类不作限定，例如可以是掺杂元素的单质、包含掺杂元素的合金或矿物等。只要能产生掺杂元素气体并能够实现对Si单质的掺杂即可。
本发明的方法中，对反应炉的类型不作限定，例如可以是管式炉。
对于步骤(1)，示例性的操作方式例如：
将Si单质放入管式炉的石英舟中，使用固-固扩散法进行Si单质元素掺杂。固-固扩散法为：在管式炉三分之一处放置掺杂元素M的原料，三分之二处放置石英舟，石英舟中放置预掺杂Si单质。在1000℃环境下，掺杂元素气化形成掺杂元素气氛，在高温环境下掺杂元素通过扩散方式进行Si单质掺杂。
优选地，掺杂元素M的原料处的温度为200℃～800℃(例如200℃、225℃、260℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃或800℃等)，预掺杂Si单质处的温度为800℃～1200℃(例如800℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃或1200℃等)。在此范围内，可以更好地实现元素对Si单质的掺杂形成p型结构或n型结构。
对于步骤(2)，采用掺杂元素M掺杂的Si单质与SiO2反应制备硅氧材料的方法为现有技术，本领域技术人员可参照现有技术公开的方法进行制备，示例性的方法如下：
采用掺杂元素M掺杂的Si单质和SiO2气化，在真空环境下急速冷却使Si+SiO2→2SiO，生成的SiO为块体材料，还可以对块体SiO进行粉碎，所述粉碎例如可以在粉碎机中进行。
作为本发明所述方法的又一优选技术方案，所述方法还包括在步骤(2)之后进行碳包覆的步骤。通过碳包覆得到碳包覆的硅氧材料(简称为SiOx/C，0<x<2)，可以进一步提升材料的电导率。
优选地，所述碳包覆为采用化学气相沉积的方法在硅氧材料表面生长碳包覆层，包括：
向装有硅氧材料的反应炉中通入碳源气体和载气，在800℃～1200℃(例如800℃、850℃、900℃、950℃、975℃、1000℃、1050℃、1100℃或1150℃等)的温度下碳源气体分解沉积到硅氧材料的表面并生长碳包覆层。
本发明对碳源气体的种类不作限定，包括但不限于甲烷、乙烯或乙炔中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述载气为氢气。采用还原性的氢气作为载气。
优选地，碳源气体和氢气的流量之比为(1～30):20，例如1:20、3:20、5:20、8:20、10:20、15:20、17:20、20:20、25:20或30:20等，氢气作为载气的作用是以一定的流速载带碳源气体一起进入反应炉，载气只是起载带而不参与反应。因此碳源气体和氢气的流量之比为(1～30):20时，载气能够最大发挥作用并且使用量最少。
优选地，所述生长的时间为2h～4h，例如2h、2.3h、2.5h、2.7h、3h、3.5h或4h等。
作为本发明所述方法的另一优选技术方案，所述方法还包括采用掺杂元素A的原料对硅氧材料进行掺杂的步骤，所述掺杂元素A为镁和/或锂；
所述掺杂通过下述方式进行：
向步骤(2)所述反应的原料中加入掺杂元素A的原料(此方案对应硅氧材料制备前端掺杂)，和/或
在气相沉积之前将硅氧材料与掺杂元素A的原料混合(此方案对应硅氧材料制备后端掺杂)。
优选地，所述掺杂元素A的原料选自盐类和单质中的至少一种。
优选地，所述掺杂元素A的原料的使用量占掺杂后的硅氧材料总质量(即最终制备得到的成品)的3％～8％，例如3％、3.5％、4％、5％、5.5％、6％、7％或8％等。
此优选技术方案，通过在硅氧材料制备前端或者后端进行镁元素和/或锂元素掺杂，可以提前形成镁硅酸盐和/或锂硅酸盐，以代替首次嵌锂活性锂的消耗，能够提升硅氧材料的首效。
本发明中，对镁盐和/或锂盐的种类不作限定，所述镁盐例如可以是氯化镁、硝酸镁、硫酸镁、氢氧化镁等，所述锂盐例如可以是氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、醋酸锂或硫酸锂等。
本发明中，镁盐和锂盐各自独立地可以是单一种类，也可以是多种的组合。
第三方面，本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括第一方面所述的硅氧材料，或者第二方面所述方法制备得到的硅氧材料。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的硅氧材料，由于采用第三主族和/或第五主族的元素对Si单质进行掺杂，改变了硅单质的动力学性能，进而可以使Si单质在与SiO2等原料氧化还原反应制备硅氧材料时，硅氧材料形成界面团簇混合模型，且其中的Si元素具有导体属性，从而使得到的硅氧材料具有较高的电导率。
本发明提供了硅基材料的制备方法，通过前端合成硅氧材料时进行镁和/或锂元素掺杂，或者在硅氧材料后端碳包覆热处理过程中进行镁和/或锂元素掺杂，可以提升材料的首效。
附图说明
图1固-固扩散法元素掺杂示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种硼掺杂硅氧材料/C复合材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)将Si单质放入管式炉的石英舟中，使用固-固扩散法进行Si单质元素掺杂(示意图参见图1)。固-固扩散法为：在管式炉三分之一处放置掺杂元素B的原料(具体为硼粉)，三分之二处放置石英舟，石英舟中放置预掺杂Si单质。设置加热温度为1000℃，硼粉位置处的温度为800℃，预掺杂Si单质处的温度为800℃，硼粉气化形成掺杂元素B气氛，在高温环境下掺杂元素B通过扩散方式进行Si单质掺杂，得到硼掺杂后的Si单质，以硼掺杂后的Si单质的质量为100％计，硼元素的掺杂量为0.05％；
(2)硼掺杂后的Si单质和SiO2气化，硼掺杂后的Si单质和SiO2的摩尔比为1:1，在真空环境下急速冷却使Si+SiO2→2SiO，生成的SiO为块体材料，块体SiO材料在粉碎机中进行粉碎，得到粉体硅氧材料；
(3)将粉体硅氧材料SiO放入管式炉中，使用化学气相沉积法(CVD)在硅氧材料SiO表面生长一层碳包覆层。具体碳包覆方法为：向管式炉中通入碳源气体和氢气，碳源气体为甲烷，碳源气流量为2sccm，氢气气流量为20sccm，在800℃温度下碳源分解沉积到硅氧材料SiO的表面并进行生长，加热4h进行反应生长，得到硅氧材料。
实施例2
本实施例提供一种铝掺杂硅氧材料/C复合材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)将Si单质放入管式炉的石英舟中，使用固-固扩散法进行Si单质元素掺杂。固-固扩散法为：在管式炉三分之一处放置掺杂元素Al的原料(具体为AlCl3)，三分之二处放置石英舟，石英舟中放置预掺杂Si单质。设置加热温度1000℃环境下，铝粉位置处的温度为800℃，预掺杂Si单质处的温度为800℃，铝粉气化形成掺杂元素Al气氛，在高温环境下掺杂元素Al通过扩散方式进行Si单质掺杂，得到铝掺杂后的Si单质，以所述铝掺杂后的Si单质的质量为100％计，铝元素的掺杂量为0.02％；
(2)铝掺杂后的Si单质、氯化锂和SiO2气化，在真空环境下急速冷却使Si+SiO2→2SiO，生成的SiO为块体材料，块体SiO材料在粉碎机中进行粉碎，得到粉体硅氧材料SiO；
(3)将粉体硅氧材料SiO放入管式炉中，使用化学气相沉积法(CVD)在硅氧材料SiO表面生长一层碳包覆层。具体碳包覆方法为：向管式炉中通入碳源气体和氢气，碳源气体为乙烯，碳源气流量为30sccm，氢气气流量为20sccm，在900℃温度下碳源分解沉积到硅氧材料SiO的表面并进行生长，加热2h进行反应生长，得到硅氧材料。
本实施例中，步骤(2)氯化锂的使用量占本实施例最终制备得到的硅氧材料总质量的5％。
实施例3
本实施例提供一种镓掺杂硅氧材料/C复合材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)将Si单质放入管式炉的石英舟中，使用固-固扩散法进行Si单质元素掺杂。固-固扩散法为：在管式炉三分之一处放置掺杂元素Ga的原料(具体为GaCl3)，二分之一处放置石英舟，石英舟中放置预掺杂Si单质。设置加热温度900℃，镓粉位置处的温度为750℃，预掺杂Si单质处的温度为900℃，镓粉气化形成掺杂元素Ga气氛，在高温环境下掺杂元素Ga通过扩散方式进行Si单质掺杂，得到镓掺杂后的Si单质，以所述镓掺杂后的Si单质的质量为100％计，镓元素的掺杂量为0.04％；
(2)镓掺杂后的Si单质、氯化锂和SiO2气化，在真空环境下急速冷却使Si+SiO2→2SiO，生成的SiO为块体材料，块体SiO材料在粉碎机中进行粉碎，得到粉体硅氧材料SiO；
(3)将粉体硅氧材料SiO和碳酸镁的混合物放入管式炉中，使用化学气相沉积法(CVD)在硅氧材料SiO表面生长一层碳包覆层。具体碳包覆方法为：向管式炉中通入碳源气体和氢气，碳源气体为乙烯，碳源气流量为20sccm，氢气气流量为15sccm，在1200℃温度下碳源分解沉积到硅氧材料SiO的表面并进行生长，加热3h进行反应生长，得到硅氧材料。
本实施例中，步骤(2)氯化锂的使用量占本实施例最终制备得到的硅氧材料总质量的3％，步骤(3)碳酸镁的使用量占本实施例最终制备得到的硅氧材料总质量的5％。
实施例4
本实施例提供一种氮掺杂硅氧材料/C复合材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)将Si单质放入管式炉的石英舟中，使用固-固扩散法进行Si单质元素掺杂。固-固扩散法为：在管式炉三分之一处放置掺杂元素N的原料(具体为液氮)，三分之二处放置石英舟，石英舟中放置预掺杂Si单质。设置加热温度为1000℃，硼粉位置处的温度为800℃，预掺杂Si单质处的温度为800℃，液氮气化形成掺杂元素N气氛，在高温环境下掺杂元素N通过扩散方式进行Si单质掺杂，得到氮掺杂后的Si单质，以所述氮掺杂后的Si单质的质量为100％计，氮的掺杂量为0.06％；
(2)氮掺杂后的Si单质和SiO2气化，氮掺杂后的Si单质和SiO2的摩尔比为1:1，在真空环境下急速冷却使Si+SiO2→2SiO，生成的SiO为块体材料，块体SiO材料在粉碎机中进行粉碎，得到粉体硅氧材料SiO；
(3)将粉体硅氧材料SiO和硝酸锂的混合物放入管式炉中，使用化学气相沉积法(CVD)在硅氧材料SiO表面生长一层碳包覆层。具体碳包覆方法为：向管式炉中通入碳源气体和氢气，碳源气体为乙炔，碳源气流量为5sccm，氢气气流量为25sccm，在1000℃温度下碳源分解沉积到硅氧材料SiO的表面并进行生长，加热3.5h进行反应生长，得到硅氧材料。
本实施例中，步骤(3)硝酸锂的使用量占本实施例最终制备得到的硅氧材料总质量的5％。实施例5
除了将步骤(1)的AlCl3替换为磷单质，其他方法和条件与实施例3相同。
实施例6
除了将步骤(1)的AlCl3替换为磷单质和硼单质按照质量比60:40的混合物为，其他方法和条件与实施例3相同。
实施例7
除了将步骤(3)的硝酸锂替换为镁粉和锂粉按照质量比70:30的混合物，其他方法和条件与实施例5相同。
对比例1
(a)采用Si单质和SiO2气化，在真空环境下急速冷却使Si+SiO2→2SiO，生成的SiO为块体材料，块体SiO材料在粉碎机中进行粉碎；
(b)将粉体硅氧材料SiO放入管式炉中，使用化学气相沉积法(CVD)在硅氧材料SiO表面生长一层碳包覆层。具体碳包覆方法为：向管式炉中通入碳源气体和氢气，碳源气体为甲烷，碳源气流量为2sccm，氢气气流量为20sccm，在800℃温度下碳源分解沉积到硅氧材料SiO的表面并进行生长，加热4h进行反应生长，得到硅氧材料。
对比例2
(a)采用Si单质和SiO2气化，在真空环境下急速冷却使Si+SiO2→2SiO，生成的SiO为块体材料，块体SiO材料在粉碎机中进行粉碎；
(b)在管式炉三分之一处放置掺杂元素B的原料(具体为硼粉)，三分之二处放置石英舟，石英舟中放置预掺杂SiO材料。设置加热温度为1000℃，硼粉位置处的温度为800℃，预掺杂SiO材料处的温度为800℃，硼粉气化形成掺杂元素B气氛，在高温环境下掺杂元素B通过扩散方式进行SiO材料掺杂；
(c)将硼掺杂的硅氧材料SiO放入管式炉中，使用化学气相沉积法(CVD)在硅氧材料SiO表面生长一层碳包覆层。具体碳包覆方法为：向管式炉中通入碳源气体和氢气，碳源气体为甲烷，碳源气流量为2sccm，氢气气流量为20sccm，在800℃温度下碳源分解沉积到硅氧材料SiO的表面并进行生长，加热4h进行反应生长，得到硅氧材料。
检测：
一、电导率测试方法：
将各实施例与对比例制备的硅氧负极材料制备成负极，负极涂层中，硅氧负极材料与导电剂乙炔黑、粘结剂SBR的质量比为94:3:3。负极极片使用四探针组合双电测量方法进行电导率的测试。
二、首效和倍率放电测试方法：
将各实施例与对比例制备的硅氧负极材料制备成负极，负极涂层中，硅氧负极材料与导电剂乙炔黑、粘结剂SBR的质量比为94:3:3。以锂片作为正极，使用PP隔膜，电解液为1mol/L LiPF6+EC+EMC(EC和EMC的体积比为1:1)，制备成测试电池，采用蓝电电池测试系统，在25℃条件下，进行首效测试和倍率放电性能测试。其中首效测试的工步如下：放电工步：0.1C恒流到0.005V，恒压到0.005C；充电工步：0.1C恒流到1.5V)。
倍率放电性能测试的工步如下：放电工步：0.1C恒流到0.005V；充电工步：0.1C恒流到1.5V；放电工步：1C恒流到0.005V；充电工步：0.1C恒流到1.5V。
测试结果如下表所示：
表1
Figure GDA0003732186050000121
Figure GDA0003732186050000131
通过实施例1和对比例1对比可知，未对硅单质进行掺杂，会导致硅氧材料电导率低，倍率放电性能差。
通过实施例1和对比例2对比可知，直接对SiO进行掺杂，会导致只在硅氧材料表面进行掺杂，而硅氧材料的内部因为反应速率、温度和掺杂气氛浓度等原因未进行掺杂，进而导致性能劣于对原料Si单质掺杂再制备得到的SiO。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (15)

1.一种硅氧材料，其特征在于，所述硅氧材料的制备原料包括掺杂元素M掺杂的Si单质，所述掺杂元素M包括硼、铝、镓、铟、氮、磷、砷或锑中的任意一种或至少两种的组合；
所述硅氧材料还掺杂有Li和/或Mg；
所述硅氧材料采用如下方法进行制备，所述方法包括以下步骤：
(1)在反应炉内，对掺杂元素M的原料进行加热使其气化得到掺杂元素气体，所得掺杂元素气体与Si单质接触并反应，得到掺杂元素M掺杂的Si单质；
(2)采用掺杂元素M掺杂的Si单质与SiO2反应，制备硅氧材料；
所述方法还包括采用掺杂元素A的原料对硅氧材料进行掺杂的步骤，所述掺杂元素A为镁和/或锂；
所述采用掺杂元素A的原料对硅氧材料进行掺杂通过下述方式进行：
向步骤(2)所述反应的原料中加入掺杂元素A的原料，和/或
在气相沉积之前将硅氧材料与掺杂元素A的原料混合。
2.根据权利要求1所述的硅氧材料，其特征在于，所述硅氧材料的化学式为SiOx，0<x<2。
3.根据权利要求1所述的硅氧材料，其特征在于，所述硅氧材料的化学式为SiO。
4.根据权利要求1所述的硅氧材料，其特征在于，所述掺杂元素M掺杂的Si单质为p型或n型。
5.根据权利要求1所述的硅氧材料，其特征在于，以掺杂元素M掺杂的Si单质总质量为100％计，所述掺杂元素M的掺杂量为0.01％～0.1％。
6.根据权利要求1所述的硅氧材料，其特征在于，所述硅氧材料表面设置有碳包覆层。
7.如权利要求1-6任一项所述的硅氧材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在反应炉内，对掺杂元素M的原料进行加热使其气化得到掺杂元素气体，所得掺杂元素气体与Si单质接触并反应，得到掺杂元素M掺杂的Si单质；
(2)采用掺杂元素M掺杂的Si单质与SiO2反应，制备硅氧材料；
所述方法还包括采用掺杂元素A的原料对硅氧材料进行掺杂的步骤，所述掺杂元素A为镁和/或锂；
所述采用掺杂元素A的原料对硅氧材料进行掺杂通过下述方式进行：
向步骤(2)所述反应的原料中加入掺杂元素A的原料，和/或
在气相沉积之前将硅氧材料与掺杂元素A的原料混合。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(2)之后进行碳包覆的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述碳包覆为采用化学气相沉积的方法在硅氧材料表面生长碳包覆层，包括：
向装有硅氧材料的反应炉中通入碳源气体和载气，在800℃～1200℃的温度下碳源气体分解沉积到硅氧材料的表面并生长碳包覆层。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述载气为氢气。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，碳源气体和氢气的流量之比为(1～30):20。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述生长的时间为2h～4h。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述掺杂元素A的原料选自盐类和单质中的至少一种。
14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述掺杂元素A的原料的使用量占掺杂后的硅氧材料总质量的3％～8％。
15.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1所述的硅氧材料，或者权利要求7-14任一项所述方法制备得到的硅氧材料。
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