CN114105149B - 一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用 - Google Patents

一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用。该碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的制备过程为：将氧化亚硅粉体分散至含磷源和氮源的溶液中，再进行干燥处理，得到混合料；将混合料置于保护气条件下进行煅烧处理，得到氮磷双掺杂氧化亚硅材料；在氮磷双掺杂氧化亚硅材料表面通过气相沉积碳包覆层，即得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料，将该复合材料作为负极材料应用在锂离子电池中，能获得高放电容量和首次放电效率，以及安全性能好的锂离子电池。

Description

一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料及其制备方法和在 锂离子电池中的应用
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池负极材料，特别涉及一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料，还涉及其制备方法以及碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料作为负极材料在锂离子电池中的应用，属于锂电池材料技术领域。
背景技术
目前已商业化且较成熟的锂离子电池用的负极材料为石墨负极，但是其理论克容量仅372mAh/g，无法满足高容量的放电需求，因此需开发更高性能的负极材料来替代石墨负极材料。纳米Si负极的理论克容量达4200mAh/g，是一种理想的锂离子电池用高容量负极材料，但是其在充放电过程中，Si的体积变化达到300％以上，剧烈的体积变化所产生的内应力，易导致负极极片开裂、粉化等问题，影响容量发挥。
对比纳米Si负极材料，氧化亚硅负极材料其放电克容量达1965～4200mAh/g，仅比纳米Si负极材料略小，但是其循环性能和倍率性能更优，综合性能更好，适用于电动工具领域的倍率型锂离子电池用负极材料。但是其材料导电性差，首次放电容量和效率低，一定程度上制约了其发展，需要对其进行改性处理。现有的技术中，对氧化亚硅负极材料的改性方法很多，如中国专利(CN109004208A)公开了一种氮掺杂碳包覆的氧化亚硅材料的制备方法及其应用，其主要是利用三聚氰胺做氮源来进行掺杂改性，但是该方法采用的三聚氰胺微溶于水，其在水溶液中的分散效果差，制备的氧化亚硅材料中碳包覆的均匀性差。又如中国专利(CN 110071270 B)公开了氮掺杂氧化亚硅负极材料及其制备方法与应用，其利用硅粉和二氧化硅粉为硅源，然后将含氮的有机物与之混合后，在含氮的气体中进行高温煅烧制备氮掺杂氧化亚硅负极材料，但是其硅源采用的是硅粉和二氧化硅粉的混合物，其混合物的均匀性控制难度大，易造成化学成分偏析和批次内性能指标波动等问题。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明的第一个目的是在于提供一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料，该复合材料不但在氧化亚硅表面形成了均匀的碳包覆层，同时在氧化亚硅及碳包覆层均进行了氮和磷的双掺杂，不但能够解决氧化亚硅材料导电性差的问题，而且可以提高碳包覆层表面与锂离子的结合能力，增强复合材料亲锂性，降低Li成核过电位，使Li均匀脱嵌，有效抑制锂枝晶的形成，提高电芯的安全性能，同时也可以改善复合材料与电解液之间的接触效果，降低锂离子在充放电过程中的迁移阻力，极大地减少极化现象，提升放电容量和首次放电效率。
本发明的第二个目的是在于提供一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的制备方法，该方法通过液相混合、高温煅烧以及气相沉积获得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料，利用液相混合可保障氮和磷在氧化亚硅中的均匀分布，而高温煅烧可以完成氮磷在氧化亚硅表面进行化学掺杂和结合，气相相沉积过程可以在氧化亚硅表面均匀形成碳包覆层，同时可以实现氮磷在碳包覆层中的掺杂，从而获得电化学性能优良的复合材料，该方法生产成本低，步骤简单，有利于大规模生产。
本发明的第三个目的是在于提供一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料作为负极材料应用在锂离子电池中，能获得高放电容量和首次放电效率，以及安全性能好的锂离子电池。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
1)将氧化亚硅粉体分散至含磷源和氮源的溶液中，再进行干燥处理，得到混合料；
2)将混合料置于保护气条件下进行煅烧处理，得到氮磷双掺杂氧化亚硅材料；
3)在氮磷双掺杂氧化亚硅材料表面通过气相沉积碳包覆层，即得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料。
本发明技术方案利用氧化亚硅粉体与磷源和氮源通过液相混合，可以实现氮源和磷源与氧化亚硅粉体的均匀混合，在此基础上，通过高温煅烧处理，可以实现氮磷在氧化亚硅的表面进行均匀掺杂，同时部分氮磷通过化学键合在氧化亚硅表面，而氧化亚硅表面的氮和磷可以进一步掺杂在后续的热解碳层中，最后的气相沉积过程可以实现热解碳在氧化亚硅表面均匀生长，并获得氮磷双掺杂的碳包覆层。
作为一个优选的方案，所述氧化亚硅粉体的粒径为3.0～20.0μm。氧化亚硅粉体的粒径范围进一步优选为4.0～10.0μm。
作为一个优选的方案，所述氧化亚硅粉体进行酸洗、超声水洗以及干燥预处理。所述酸洗过程采用选自稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸中至少一种作为洗液，酸的浓度控制在30.0～55.0wt％之间，酸洗的温度为45～75℃，酸洗时间为60～180min。所述超声水洗选用去离子水，采用超声辅助水洗，时间为60～180min，经过洗涤可以脱除氧化亚硅内部的可溶性杂质。所述干燥温度为80～110℃，干燥时间60～300min。
作为一个优选的方案，所述的氧化亚硅粉体通过搅拌方式分散至含磷源和氮源的溶液中，搅拌速率为200～800rpm，搅拌时间60～300min。
作为一个优选的方案，所述氮源包括尿素、聚乙烯亚胺中至少一种。
作为一个优选的方案，所述磷源包括植酸、次磷酸、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵中至少一种。优选的氮源和磷源为水溶性原料，可以改善氮源和磷源与氧化亚硅的混合效果。
作为一个优选的方案，所述氮源和所述磷源的摩尔比按照氮磷摩尔比为1～6:1计量。磷掺杂对改善碳包覆氧化亚硅复合材料的导电性有积极的意义，但由于磷的电负性较低，单一磷的掺杂量很难提高，掺杂效果有限，而氮掺杂对改善材料的导电性效果一般，但对增强复合材料的亲锂性有积极的意义；因此，在磷掺杂基础上，同时引入电负性较高的氮元素，进行氮磷双掺杂，不但能够解决氧化亚硅材料导电性差的问题，而且可以更好的提高碳包覆层表面与锂离子的结合能力，增强复合材料亲锂性，降低Li成核过电位。所述氮源和所述磷源的摩尔比优选为按照氮磷摩尔比为2～4:1计量。
作为一个优选的方案，所述氮源和所述磷源的总质量与氧化亚硅粉体的质量比按照氮和磷在氮磷双掺杂氧化亚硅材料中的总掺杂量为0.1～1.0wt％计量。
作为一个优选的方案，所述煅烧的条件为：升温速率为1.0～5.0℃/min，煅烧温度为500～800℃，煅烧时间为2～5h。在适当的高温煅烧条件下可以在氧化亚硅表面裂解，实现氮源和磷源在氧化亚硅表面的掺杂，同时可以将磷源和氮源结合在氧化亚硅表面，有利于后续对热解碳的掺杂过程。煅烧过程在内保护气氛下进行，保护气氛如氮气、氩气或氦气等等一种或几种混合。优选的煅烧温度600～700℃。
作为一个优选的方案，所述高温气相沉积的条件为：温度为750～1300℃，时间为2～6h，裂解气为甲烷、乙炔、乙烯中至少一种，气体碳源流量为1.0～15.0L/min。气相沉积载体气为氮气、氩气和氦气中至少一种，载体气流量为3.0～15.0L/min。温度进一步优选为900～1100℃，沉积时间进一步优选为4～5h。气相沉积过程中生成的包覆碳的质量占氧化亚硅材料质量的3.0～12.0wt％。
本发明还提供了一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料，其由所述制备方法得到。
本发明的碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料具有核壳结构，以氮磷双掺杂的氧化亚硅为核，以氮磷双掺杂的气相沉积碳包覆层为壳。掺杂在氧化亚硅表面的氮磷可以改善氧化亚硅材料的导电性，而掺杂在碳包覆层中的氮和磷可以提高碳包覆层表面与锂离子的结合能力，增强复合材料亲锂性，降低Li成核过电位，使Li均匀脱嵌，有效抑制锂枝晶的形成，提高电芯的安全性能，同时也可以改善复合材料与电解液之间的接触效果，降低锂离子在充放电过程中的迁移阻力，极大地减少极化现象，提升放电容量和首次放电效率。
本发明还提供了一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的应用，作为负极材料其应用于锂离子电池。
本发明的碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料用于制备锂离子电池：将碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料、碳黑、羧甲基纤维素、丁苯橡胶按质量比85:10:4:1混合均匀后，加入固含量为45％的去离子水，配成浆料，然后在涂布机上将浆料均匀涂覆在铜箔上，再在真空空箱中120℃烘烤2h后制成工作电极。以锂片为对电极，采用25umPP的隔膜，1mol/l LiPF6(溶剂为体积比1:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合液)作为电解液，在氩气保护条件下的手套箱中组装完成扣式电池制作。
对比现有技术，本发明技术方案具有的优势如下：
1)本发明提供的碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料，利用掺杂的氮和磷等官能团，可提高氧化亚硅的导电性，同时提高锂离子与复合材料表面的结合能力，增强材料亲锂性，降低Li成核过电位，使Li均匀脱嵌，有效抑制锂枝晶的形成，提高电芯的安全性能；且氮和磷的双掺杂相对单一的掺杂更有利于在材料颗粒表面碳层形成大量点位，提高其导电性，同时也可以有效改善颗粒与电解液之间的接触效果，降低锂离子在充放电过程中的迁移阻力，极大地减少极化现象，提升放电容量和放电效率。
2)本发明提供的碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的制备方法简单，生产成本低，有利于大规模生产。
3)本发明提供的碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料作为负极材料应用于锂离子电池，能获得高放电容量和首次放电效率，以及安全性能好的锂离子电池。
附图说明
图1为本发明制备碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的工艺流程图。
图2为对比实施例1制备的碳包覆氧化亚硅复合材料和实施例2制备的碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的容量-电压曲线图。
图3为实施例2制备的碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的SEM图谱。
具体实施方式
为更进一步了解本发明，下面通过具体实施方式对本发明中作详细阐述，以帮助相关领域的技术工作者更好的理解本发明的构思、技术方案。
实施例1
步骤1：预处理：将粒径为6.0μm的氧化亚硅粉100g体置于50wt％稀硫酸中，在55℃条件下，洗涤120min；然后在利用去离子水进行超声90min；最后置于干燥箱中，100℃条件下，干燥180min；
步骤2：改性溶液配制：在50ml去离子水中加入氮磷摩尔比为1:1的尿素和植酸(其中尿素的用量为5.0g，植酸的用量为54.9g)，并500rpm的搅拌速度下，搅拌时间40min，直至完全溶解，配成含氮磷的改性溶液。
步骤3：将步骤1中的预处理后的氧化亚硅粉体取50g加入到步骤2中的改性溶液中，然后采用磁力搅拌器，在500rpm的搅拌速度下，搅拌150min，制备成均匀的混合料；
步骤4：将步骤3中混合料转入干燥箱中，100℃条件下，干燥180min，获得干燥混合料；
步骤5：将步骤4中的干燥混合料，在氮气保护下进行高温煅烧处理，其煅烧温度为650℃，煅烧时间为3h，升温速率为3.0℃/min，然后在氮气保护下，通入甲烷气体，进行高温气相沉积反应，其中氮气用气流量控制在8.0L/min，甲烷用气流量控制在5.0L/min，气相沉积温度为1000℃，沉积时间为5h，自然冷却后获得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料。
实施例2
步骤1：预处理：将粒径为6.0μm的氧化亚硅粉100g体置于50wt％稀硫酸中，在55℃条件下，洗涤120min；然后在利用去离子水进行超声90min；最后置于干燥箱中，100℃条件下，干燥180min；
步骤2：改性溶液配制：在50ml去离子水中加入氮磷摩尔比为2:1的尿素和植酸(其中尿素的用量为5.0g，植酸的用量为27.5g)，并500rpm的搅拌速度下，搅拌时间40min，直至完全溶解，配成含氮磷的改性溶液。
步骤3：将步骤1中的预处理后的氧化亚硅粉体取50g加入到步骤2中的改性溶液中，然后采用磁力搅拌器，在500rpm的搅拌速度下，搅拌150min，制备成均匀的混合料；
步骤4：将步骤3中混合料转入干燥箱中，100℃条件下，干燥180min，获得干燥混合料；
步骤5：将步骤4中的干燥混合料，在氮气保护下进行高温煅烧处理，其煅烧温度为650℃，煅烧时间为3h，升温速率为3.0℃/min，然后在氮气保护下，通入甲烷气体，进行高温气相沉积反应，其中氮气用气流量控制在8.0L/min，甲烷用气流量控制在5.0L/min，气相沉积温度为1000℃，沉积时间为5h，自然冷却后获得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料。
实施例3
步骤1：预处理：将粒径为6.0μm的氧化亚硅粉100g体置于50wt％稀硫酸中，在55℃条件下，洗涤120min；然后在利用去离子水进行超声90min；最后置于干燥箱中，100℃条件下，干燥180min；
步骤2：改性溶液配制：在50ml去离子水中加入氮磷摩尔比为3:1的尿素和植酸(其中尿素的用量为5.0g，植酸的用量为18.3g)，并500rpm的搅拌速度下，搅拌时间40min，直至完全溶解，配成含氮磷的改性溶液。
步骤3：将步骤1中的预处理后的氧化亚硅粉体取50g加入到步骤2中的改性溶液中，然后采用磁力搅拌器，在500rpm的搅拌速度下，搅拌150min，制备成均匀的混合料；
步骤4：将步骤3中混合料转入干燥箱中，100℃条件下，干燥180min，获得干燥混合料；
步骤5：将步骤4中的干燥混合料，在氮气保护下进行高温煅烧处理，其煅烧温度为650℃，煅烧时间为3h，升温速率为3.0℃/min，然后在氮气保护下，通入甲烷气体，进行高温气相沉积反应，其中氮气用气流量控制在8.0L/min，甲烷用气流量控制在5.0L/min，气相沉积温度为1000℃，沉积时间为5h，自然冷却后获得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料。
实施例4
步骤1：预处理：将粒径为6.0μm的氧化亚硅粉100g体置于50wt％稀硫酸中，在55℃条件下，洗涤120min；然后在利用去离子水进行超声90min；最后置于干燥箱中，100℃条件下，干燥180min；
步骤2：改性溶液配制：在50ml去离子水中加入氮磷摩尔比为4:1的尿素和植酸(其中尿素的用量为5.0g，植酸的用量为13.7g)，并500rpm的搅拌速度下，搅拌时间40min，直至完全溶解，配成含氮磷的改性溶液。
步骤3：将步骤1中的预处理后的氧化亚硅粉体取50g加入到步骤2中的改性溶液中，然后采用磁力搅拌器，在500rpm的搅拌速度下，搅拌150min，制备成均匀的混合料；
步骤4：将步骤3中混合料转入干燥箱中，100℃条件下，干燥180min，获得干燥混合料；
步骤5：将步骤4中的干燥混合料，在氮气保护下进行高温煅烧处理，其煅烧温度为650℃，煅烧时间为3h，升温速率为3.0℃/min，然后在氮气保护下，通入甲烷气体，进行高温气相沉积反应，其中氮气用气流量控制在8.0L/min，甲烷用气流量控制在5.0L/min，气相沉积温度为1000℃，沉积时间为5h，自然冷却后获得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料。
实施例5
步骤1：预处理：将粒径为6.0μm的氧化亚硅粉100g体置于50wt％稀硫酸中，在55℃条件下，洗涤120min；然后在利用去离子水进行超声90min；最后置于干燥箱中，100℃条件下，干燥180min；
步骤2：改性溶液配制：在50ml去离子水中加入氮磷摩尔比为5:1的尿素和植酸(其中尿素的用量为5.0g，植酸的用量为11.0g)，并500rpm的搅拌速度下，搅拌时间40min，直至完全溶解，配成含氮磷的改性溶液。
步骤3：将步骤1中的预处理后的氧化亚硅粉体取50g加入到步骤2中的改性溶液中，然后采用磁力搅拌器，在500rpm的搅拌速度下，搅拌150min，制备成均匀的混合料；
步骤4：将步骤3中混合料转入干燥箱中，100℃条件下，干燥180min，获得干燥混合料；
步骤5：将步骤4中的干燥混合料，在氮气保护下进行高温煅烧处理，其煅烧温度为650℃，煅烧时间为3h，升温速率为3.0℃/min，然后在氮气保护下，通入甲烷气体，进行高温气相沉积反应，其中氮气用气流量控制在8.0L/min，甲烷用气流量控制在5.0L/min，气相沉积温度为1000℃，沉积时间为5h，自然冷却后获得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料。
实施例6
步骤1：预处理：将粒径为6.0μm的氧化亚硅粉100g体置于50wt％稀硫酸中，在55℃条件下，洗涤120min；然后在利用去离子水进行超声90min；最后置于干燥箱中，100℃条件下，干燥180min；
步骤2：改性溶液配制：在50ml去离子水中加入氮磷摩尔比为3:1的尿素和植酸(其中尿素的用量为5.0g，植酸的用量为18.3g)，并500rpm的搅拌速度下，搅拌时间40min，直至完全溶解，配成含氮磷的改性溶液。
步骤3：将步骤1中的预处理后的氧化亚硅粉体取50g加入到步骤2中的改性溶液中，然后采用磁力搅拌器，在500rpm的搅拌速度下，搅拌150min，制备成均匀的混合料；
步骤4：将步骤3中混合料转入干燥箱中，100℃条件下，干燥180min，获得干燥混合料；
步骤5：将步骤4中的干燥混合料，在氮气保护下进行高温煅烧处理，其煅烧温度为650℃，煅烧时间为3h，升温速率为3.0℃/min，然后在氮气保护下，通入甲烷气体，进行高温气相沉积反应，其中氮气用气流量控制在8.0L/min，甲烷用气流量控制在5.0L/min，气相沉积温度为800℃，沉积时间为5h，自然冷却后获得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料。
实施例7
步骤1：预处理：将粒径为6.0μm的氧化亚硅粉100g体置于50wt％稀硫酸中，在55℃条件下，洗涤120min；然后在利用去离子水进行超声90min；最后置于干燥箱中，100℃条件下，干燥180min；
步骤2：改性溶液配制：在50ml去离子水中加入mol比为3:1的尿素和植酸(其中尿素的用量为5.0g，植酸的用量为18.3g)，并500rpm的搅拌速度下，搅拌时间40min，直至完全溶解，配成含氮磷的改性溶液。
步骤3：将步骤1中的预处理后的氧化亚硅粉体取50g加入到步骤2中的改性溶液中，然后采用磁力搅拌器，在500rpm的搅拌速度下，搅拌150min，制备成均匀的混合料；
步骤4：将步骤3中混合料转入干燥箱中，100℃条件下，干燥180min，获得干燥混合料；
步骤5：将步骤4中的干燥混合料，在氮气保护下进行高温煅烧处理，其煅烧温度为750℃，煅烧时间为3h，升温速率为3.0℃/min，然后在氮气保护下，通入甲烷气体，进行高温气相沉积反应，其中氮气用气流量控制在8.0L/min，甲烷用气流量控制在5.0L/min，气相沉积温度为950℃，沉积时间为5h，自然冷却后获得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料。
对比实施例1
与实施例2的唯一不同之处为：将步骤2)、3)、4)取消，即不进行氮磷掺杂，直接将氧化亚硅粉末进行步骤1)的预处理后，直接进行步骤5)的高温煅烧和高温气相沉积，获得碳包覆氧化亚硅复合材料。
对比实施例2
与实施例2的唯一不同之处为：将步骤2)中50ml去离子水中加入5.0g的尿素，而不加入植酸。
对比实施例3
与实施例2的唯一不同之处为：将步骤2)中50ml去离子水中加入27.5g的植酸，而不加入尿素。
图1为氮磷双掺杂的氧化亚硅负极材料制备工艺流程图。
图2为实施例2和对比实施例1未掺杂的碳包覆氧化亚硅复合材料和碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的容量-电压曲线图，测试结果显示，采用氮磷掺杂改性的氧化亚硅材料，其扣式电池0.1C可逆容量在1762.3mAh/g，首次放电效率达77.7％，明显高于对比例1的(纯氧化亚硅，扣式电池0.1C可逆容量在875.3mAh/g，首次放电效率达36.3％)；
图3为实施例2制备的氮磷双掺杂的氧化亚硅负极材料SEM图谱，测试结果显示，其颗粒表面光滑，颗粒尺寸均一。
应用例
将实施例1～7和对比例1～3所制备的氧化亚硅负极材料，进行扣式电池性能测试，其扣式电池制作步骤如下：将上述条件下制备的负极材料、碳黑、羧甲基纤维素、丁苯橡胶按质量比85:10:4:1混合均匀后，加入固含量为45％的去离子水，配成浆料，然后在涂布机上将浆料均匀涂覆在铜箔上(要求涂布面光滑无明显颗粒，无漏铜)，再在真空空箱中120℃烘烤2h后制成工作电极。以锂片为对电极，采用25umPP的隔膜，1mol/l LiPF6(溶剂为体积比1:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合液)作为电解液，在氩气保护条件下的手套箱中组装完成扣式电池制作。
表1扣式电池0.1C可逆容量和首次放电效率数据
案例 0.1C可逆容量(mAh/g) 首次放电效率(％)
实施例1 1651.0 73.5
实施例2 1762.3 77.7
实施例3 1823.6 79.5
实施例4 1710.5 78.3
实施例5 1501.6 69.8
实施例6 1805.1 78.5
实施例7 1658.3 75.8
对比实施例1 875.3 36.3
对比实施例2 1430.5 63.0
对比实施例3 1488.9 67.6

Claims (8)

1.一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将氧化亚硅粉体分散至含磷源和氮源的溶液中，再进行干燥处理，得到混合料；所述氮源和所述磷源的摩尔比按照氮磷摩尔比为1～6:1计量；
2)将混合料置于保护气条件下进行煅烧处理，得到氮磷双掺杂氧化亚硅材料；所述煅烧的条件为：升温速率为1.0～5.0℃/min，煅烧温度为500～800℃，煅烧时间为2～5h；
3)在氮磷双掺杂氧化亚硅材料表面通过气相沉积碳包覆层，即得碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述氧化亚硅粉体的粒径为3.0～20.0μm。
3.根据权利要求1或2所述的一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述氧化亚硅粉体经过酸洗、超声水洗以及干燥预处理。
4.根据权利要求1所述的一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于：
所述氮源包括尿素、聚乙烯亚胺中至少一种；
所述磷源包括植酸、次磷酸、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵中至少一种。
5.根据权利要求1或4所述的一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述氮源和所述磷源的总质量与氧化亚硅粉体的质量比按照氮和磷在氮磷双掺杂氧化亚硅材料中的总掺杂量为0.1～1.0wt％计量。
6.根据权利要求1所述的一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述气相沉积的条件为：温度为750～1300℃，时间为2～6h，气体碳源为甲烷、乙炔、乙烯中至少一种，气体碳源流量为1.0～15.0L/min。
7.一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料，其特征在于：由权利要求1～6任一项所述制备方法得到。
8.权利要求7所述的一种碳包覆氮磷双掺杂氧化亚硅复合材料的应用，其特征在于：作为锂离子电池负极材料应用。
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