TWI632725B - 鋰電池負極材料及其製造方法以及用於鋰電池負極之材料 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種鋰電池負極材料製造方法，其包含：將一金屬材及一碳材包覆於一矽材表面；進行一高溫熱處理，令金屬材及碳材於矽材表面產生反應，而於矽材表面形成包含金屬矽化物、金屬氧化物、碳化矽(SiC)及矽氧化物之一複合物層以及於矽材表面形成至少一突出物，且突出物的自由端擴大形成一頭部，藉此形成一矽複合材，並可將此矽複合材與多個石墨烯單元交錯混合形成鋰電池負極材料。藉由碳化矽及石墨烯可提昇充/放電維持率，並且藉由金屬矽化物及金屬氧化物可抑制矽材體積膨脹，藉此延長鋰電池使用壽命。
Description
本發明係關於一種鋰電池負極材料及其製造方法；特別言之，係關於一種包含有碳化矽及多層石墨烯層之鋰電池負極材料及其製造方法。
二次電池之使用於今日已相當普遍。基於二次電池可反覆充電、重量輕、高操作電壓的特性，可解決往習一次性電池壽命過短、電容量過低的問題，替電子器具之使用帶來便利性，並可兼顧環保經濟考量。
二次電池之操作基本係基於電化學中之氧化-還原反應。一電化學電池結構中，最基本包含一正極、一負極、設置於正極及負極間之隔離膜以及反應用之電解液。例如第1圖所繪示的一習知鋰電池100整體結構，其採用了常見的圓筒形結構，包含有一正極101、一負極102以及隔離膜103。電解液則被填充於正極101及負極102之間，並藉由隔離膜103的設置，防止正極101及負極102接觸而產生短路。
上述之鋰電池100於操作時，若為放電狀態，則正極101發生還原作用，吸收電子；負極102發生氧化作用，放出電子。於充電狀態時，則進行與上述相反的反應。
通常所稱之鋰電池，係泛稱採用鋰金屬作為負極活性材料之電化學電池。此係因鋰金屬本身具備活性大、反應電動勢高、重量輕等優點。然而，以鋰金屬作為負極活性材料雖具備上述優點，但其製作成本仍過高；且於電池反覆充放電過程中，鋰離子將於鋰金屬表面反覆沉積及溶解，而形成樹枝狀結晶物(Dendritic Structure)。當樹枝狀結晶物逐漸堆積後，將有機會刺穿隔離膜，並穿過電解液與正極相接觸；進而造成電池內部短路，並放出大量的反應熱。最終將可能導致電池失效，甚至引起爆炸。
為解決上述使用鋰金屬作為負極活性材料衍生的電池性能降低、使用上不安全以及成本過高的問題，多種以非金屬化合物如碳材、碳複合物等取代鋰金屬作為鋰電池負極材料已被提出。
雖然以上述非金屬化合物作為鋰電池負極材料可大幅提高操作安全性，然而應用此等非金屬化合物製成之鋰電池仍遭遇性能不佳、使用壽命過短等問題，並且，其製作方法亦仍過於複雜，不符合成本及經濟效益。
緣此，仍亟需開發能應用於現有鋰電池之新式之鋰電池負極材料，以及能簡易製作此等鋰電池負極材料的方法，以提高鋰電池之效能及使用壽命。
明確言之，本發明提供一種鋰電池負極材料。藉由將包含碳化矽之矽複合材應用於鋰電池之負極材料中，可提高鋰電池之電容量及循環充放電效率。並且，於矽材表面形成含有金屬矽化物、金屬氧化物之複合物層，可抑制因矽材積膨脹而導致鋰電池效能降低的問題。此外，本發明更將矽複合材與多個石墨烯單元透過高壓通道均勻混合，可進一步增加鋰電池的電容量及使用壽命。另外，本發明並提供可簡易製作上述鋰電池負極材料的製造方法，得以降低製造成本。
為達上述目的，於一實施例中，本發明提供一種鋰電池負極材料製造方法，包含：將一金屬材及一碳材包覆於一矽材表面；進行一高溫熱處理，令金屬材及碳材於矽材表面產生反應，而於矽材表面形成包含金屬矽化物、金屬氧化物、碳化矽(SiC)及矽氧化物之一複合物層，以及於矽材表面形成至少一突出物，且突出物的自由端擴大形成一頭部，藉此形成一矽複合材，並以矽複合材形成一鋰電池負極材料。
上述的鋰電池負極材料製造方法中，高溫熱處理之溫度大於攝氏800度，小於攝氏1200度。於進行高溫熱處理時，可透過金屬材之催化而促進碳化矽以及突出物之形成。
上述的鋰電池負極材料製造方法中，更包含：將一石墨材通過一高壓通道，令石墨材受高壓通道摩擦而剝離出多個石墨烯單元；在進行高溫熱處理之前，可先令此些石墨烯單元與矽材、金屬材及碳材混合，之後再經高溫熱處理，以使金屬材及碳材包覆於矽材表
面並形成矽複合材。並且，可令此些石墨烯單元與矽材、金屬材及碳材混合後，通過高壓通道以便均勻混合此些石墨烯單元、矽材、金屬材與碳材。
上述的鋰電池負極材料製造方法中，可令此些石墨烯單元與矽材、金屬材及碳材混合，經過乾燥及造粒作業，之後再經高溫熱處理而形成多數個呈球形的鋰電池負極材料。
於另一例中，上述的鋰電池負極材料製造方法可包含將一石墨材通過一高壓通道，令石墨材受高壓通道摩擦而剝離出多個石墨烯單元；交錯混合此些石墨烯單元與矽複合材。並且，令此些石墨烯單元與矽複合材混合後，通過高壓通道以便均勻混合此些石墨烯單元與矽複合材。各石墨烯單元可包含層數為30層以下之石墨烯層。
於另一實施例中，本發明提供一種鋰電池負極材料，包含一矽複合材及多個石墨烯單元。矽複合材其包含一矽材及形成於矽材表面之一複合物層與至少一突出物，其中複合物層包含金屬矽化物、金屬氧化物、碳化矽(SiC)及矽氧化物。突出物的自由端擴大形成一頭部。多個石墨烯單元係用以與矽複合材交錯混合而形成一鋰電池負極材料。
上述之鋰電池負極材料中，各石墨烯單元可包含層數為30層以下之石墨烯層。
於又一實施例中，本發明提供一種鋰電池負極材料，包括一矽材。矽材表面生成至少一突出物，且突出物的自由端擴大形成
一頭部。頭部包覆有一碳材。矽材表面具有一複合物層，複合物層包含一金屬之矽化物及碳化矽(SiC)，且頭部包含此金屬。
上述鋰電池負極材料中，複合物層更包含金屬氧化物。突出物具有一連接於矽材表面與頭部之間的身部，且身部包含矽，並包覆有一碳材。突出物的長度可介於10奈米至800奈米。
S101~S104‧‧‧步驟
200‧‧‧鋰電池負極材料
210‧‧‧矽複合材
211‧‧‧矽材
212‧‧‧複合物層
213‧‧‧突出物
213A‧‧‧頭部
213B‧‧‧身部
214‧‧‧碳材
220‧‧‧石墨烯單元
300‧‧‧高壓通道
第1圖係繪示一習知鋰電池整體結構之示意圖；第2圖係繪示依據本發明一實施例之鋰電池負極材料製造方法流程示意圖；第3A圖係繪示依據第2圖之鋰電池負極材料示意圖；第3B圖係繪示鋰電池負極材料之電子顯微鏡圖；第4A至4B圖係繪示不同高溫熱處理溫度下，鋰電池負極材料使用各種黏合劑(binder)之循環充放電效率比較圖；第5A至5G圖係繪示經高溫熱處理後形成各式複合物之電子顯微鏡圖及成份分析圖；第6圖係繪示於不同高溫熱處理溫度下，不同鋰電池負極材料之X光繞射光譜比較圖；第7圖係繪示於經高溫熱處理後，經過及未經過ELP處理之X光繞射光譜比較圖；
第8A至8D圖係繪示不同高溫熱處理溫度下，鋰電池之循環充放電效率比較圖；第9圖係繪示依據本發明一實施例之高壓通道示意圖；第10圖係繪示石墨材經過第9圖之高壓通道所形成包含多層石墨烯層之極片示意圖；第11圖係繪示石墨材經過多次循環往復通過高壓通道後，形成多層石墨烯層之拉曼量測結果；第12圖係繪示通過高壓通道不同次數之電子顯微鏡圖；以及第13A至13B圖係繪示矽複合材及石墨烯單元經過高壓通道或未經過高壓通道混合對鋰電池循環充放電效率比較圖。
以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
請參照第2圖，其係繪示依據本發明之一實施例之鋰電池負極材料製造方法流程示意圖。鋰電池負極材料製造方法係包含下列步驟。
步驟S101，將一金屬材及一碳材包覆於一矽材表面。
步驟S102，進行一高溫熱處理，令金屬材及碳材於矽材表面產生反應，而於矽材表面形成一複合物層，複合物層包含金屬矽化物、金屬氧化物、碳化矽(SiC)及矽氧化物。
步驟S103，將一石墨材往復循環通過一高壓通道，令石墨材與高壓通道摩擦而被剝離產生多個石墨烯單元。
步驟S104，交錯混合多個石墨烯單元與矽複合材形成一鋰電池負極材料。
上述步驟S102中之高溫熱處理，其溫度係介於800℃至1200℃之間。透過高溫加熱，使金屬材及碳材於矽材表面產生反應而生成複合物。在其他實施例中，所屬技術領域具有通常知識者可理解前述高溫熱處理亦可延後至步驟S104時才進行，換言之，步驟S104的矽複合材是在與多個石墨烯單元交錯混合後經過高溫熱處理而得。於一較佳實施例中，金屬材係選取鎳(Ni)金屬，但本發明不限於此，在其他實施例中，亦可採用銅、鈦、鐵等具有催化效果的金屬源。矽材較佳為顆粒狀，惟亦可為片狀。故於高溫熱處理後，矽顆粒表面將形成矽化鎳(SiNix)、氧化鎳(NiOx)、碳化矽(SiC)及氧化矽(SiOx)之複合物。
上述步驟S103中，各石墨烯單元係可各自包含多層之石墨烯層(Graphene)，其層數較佳為30層以下。此係基於層數越少，越能有效改善鋰電池的充放電效率。層數可藉由控制通過高壓通道之次數控制。當通過高壓通道之次數為1次時，即可得到數層至十數層之石墨烯層。
上述鋰電池負極材料製造方法所製成之鋰電池負極材料200請參照第3A圖所繪示。鋰電池負極材料200包含交錯混合之多個矽複合材210及石墨烯單元220。前已述及矽複合材210結構為於矽材(矽顆粒)211表面上形成由金屬矽化物、金屬氧化物、碳化矽(SiC)及矽氧化物組成之複合物層212。矽複合材210之形成方式可透過如上述步驟S101及S102得到，抑或者是在等到步驟S104中與石墨烯單元交錯混合後再進行高溫熱處理，如此同樣也可得到矽複合材210。
石墨烯單元220係各自可包含多層層數相等或不等之石墨烯層。其形成方式如上述步驟S103所述。
經上述步驟S101~S104所形成之矽複合材210-石墨烯單元220混合物，即可作為鋰電池之負極活性材料。此種鋰電池負極活性材料具有較習知負極活性材料優異的表現，並可解決習知負極活性材料的問題，此將於後詳述之。
更詳細的來說，要達到上述步驟S101之目的，具體實施方式例如可以是以化學鍍的方式使金屬材(例如鎳)包覆於矽材表面，並接著將此矽材混合於一碳材(例如瀝青)當中。然而本發明不限於此，在其他實施例中，亦可直接將矽材、碳材及金屬材進行混合，金屬材例如可以是鎳、有機鎳或鎳鹽，本實施例為醋酸鎳，如此同樣可將金屬材及碳材包覆於矽材的表面。
完成前段所述之步驟後，在一較佳實施例中，係可先與步驟S103所產生的多個石墨烯單元混合，之後再進行步驟S102的高溫熱處理，較佳並先經過乾燥及造粒之作業，藉此使得鋰電池負極材料
能以多個球形顆粒的型態呈現(如第3B圖所示)，每個球形顆粒直徑較佳介於5~15微米。也因此，石墨烯單元的表面能夠包覆有該碳材。
以含碳基材為鋰電池負極活性材料，為當前廣被運用的技術。然而，純以含碳基材為負極活性材料之鋰電池，已逐漸無法滿足現今電子器件對高電容量的需求。因此，本發明將矽材211運用於鋰電池負極活性材料中，得以大幅提升原有鋰電池之電容量。然而，矽材211於充放電過程中，存在體積膨脹的問題。並且，純矽材211之間的導電性仍有其侷限性。緣此，於本發明提出之鋰電池負極材料200中，更於矽材211外圍包覆有複合物層212。複合物層212包含如矽化鎳及氧化鎳之金屬合金，其優異的導電性可以大幅提升矽材211導電性，並且其合金具金屬之韌性，得以限制矽材211的體積膨脹，並且形成之碳化矽可視為一應力之緩衝物，當矽材211體積膨脹時，可形成一個有力的阻擋，有效解決因矽材211體積膨脹而導致充放電效率減低的問題。此外，矽材211表面更成長出多數個突出物213，長度介於10奈米至800奈米之間。該突出物213的自由端擴大形成一頭部213A，且具有一連接於該矽材211表面與該頭部213A之間的身部213B，本實施例之身部213B包含矽，頭部213A包含鎳，藉此可使矽材211各別的結構型態改變，有利於協同解決因矽材211體積膨脹而導致充放電效率減低的問題。再者，本發明更將上述矽複合材210與石墨烯單元220交錯混合形成鋰電池負極材料200，藉由石墨烯材質本身的獨特性質，可再大幅提升導電性，增加充/放電維持率及延長使用壽命。值得一提的是，由於步驟S101有將碳材包覆於矽材211表面，因此，可以理解經過高溫
熱處理後，矽材211表面以及其上的突出物213都將包覆有碳材214，於本實施例為一非晶質碳層。
後續將藉由若干數據，說明本發明提供之製造方法對材料特性及整體鋰電池元件表現的影響。
請同時參照第4A圖至第8D圖。第4A至4B圖係繪示不同高溫熱處理溫度下，鋰電池負極材料使用CMC黏合劑(binder)之循環充放電效率比較圖；第5A至5G圖係繪示經高溫熱處理後形成各式複合物之電子顯微鏡圖及成份分析圖；第6圖係繪示於不同高溫熱處理溫度下，不同鋰電池負極材料之X光繞射光譜比較圖；第7圖係繪示於經高溫熱處理溫度後，經過及未經過ELP處理之X光繞射光譜比較圖；以及第8A至8D圖係繪示不同高溫熱處理溫度下，鋰電池負極材料之循環充放電效率比較圖。
於第4A圖及第4B圖中，展示了使用CMC黏合劑時，高溫熱處理溫度分別為800℃及900℃時，對循環充放電效率的影響。由第4A圖及第4B中可知，於900℃時，可得到較穩定的充/放電維持率，此係基於高溫下碳化矽的生成所致。於此使用CMC黏合劑僅為一例示，當使用CMC黏合劑結合SBR黏合劑，或是使用PAA黏合劑時，皆可獲致相同結果。
第5A及5G圖顯示了，經過高溫熱處理之後，於矽材表面生成之複合物中，其成分包含了Ni、Si及C。亦即，確有氧化鎳、矽化鎳、碳化矽及氧化矽的生成。於此氧的訊號因太小而無法顯現。惟一般經高溫熱處理生成氧化矽為此技術領域之通常知識，於此不再另
述。此外，可理解第5A圖為第5C圖的放大圖，並請進一步配合參閱第5D圖及第5E圖，由圖中可知，矽材211表面確實生成了突出物213，且突出物213具有一自矽材211一體延伸出的含矽身部213B與一自身部213B擴大形成的含金屬(例如鎳及/或鎳合物)頭部213A(請一併參見第5F圖及第5G圖可知)，突出物213外圍並包覆有一碳材214(請參見第5A圖中的符號C)。
於第6圖中，X光繞射光譜亦呈現出經不同高溫熱處理後，所形成材料之變化。舉例而言，矽化鎳的訊號隨溫度增加而減小。相反地，碳化矽的訊號則隨溫度增加而增加。而溫度需大於800℃以上，才會有碳化矽的形成。
於第7圖中，顯示了鎳金屬材對生成碳化矽的催化效果。於高溫熱處理溫度為900℃的狀況下，經過ELP處理後會有鎳的附著，鎳會是一個形成SiC的有效觸媒。從第7圖中，可看出未經過ELP處理時，無法生成SiC。
於第8A至8D圖中，於高溫熱處理溫度分別為800℃、900℃、1000℃及1100℃下，對鋰電池負極材料之循環充放電效率進行比較。由圖中可知，於800℃及900℃可得到較高之電容值，惟於1000℃，可得到較佳之充/放電維持率。於第8A圖至8D圖中，亦可得到，於較高溫度下，碳化矽的形成有助於提高充/放電維持率。
請續參照第9圖至第12圖。第9圖係繪示依據本發明一實施例之高壓通道300示意圖；第10圖係繪示石墨材經過第9圖之高壓通道300所形成之石墨烯層電子顯微鏡圖；第11圖係繪示石墨材經過多次
循環往復通過高壓通道300後，形成多層石墨烯層之拉曼光譜分析圖；第12A至12C圖係繪示通過高壓通道300不同次數之電子顯微鏡圖。
如上述第3圖所述及之石墨烯單元220，係將石墨材通過高壓通道300形成。於一例中，如第9圖所繪示，高壓通道300係為寬度100μm以下的狹窄通道，且其材質可為鑽石。當石墨材通過高壓通道300時，受到高壓通道300的摩擦而剝離出多層石墨烯層，此多層石墨烯層以不同或相同層數組成各石墨烯單元220。最終，石墨烯單元220與矽複合材210交錯混合而形成所需之鋰電池負極材料。於一例中，可於石墨烯單元220與矽複合材210混合後，再通過高壓通道300，藉此使混合更為均勻。
於第10圖中，可看到具被剝離之多層石墨烯層之極片。
於第11圖及第12圖，可得到將石墨材循環往復通過高壓通道300不同次數的影響，其通過次數分別為1次、3次及5次。第12圖中，顯示隨著通過高壓通道300的次數增加，可得到數量更少之石墨烯層，相對應至第11圖，其二維(2D)及一維(1D)之拉曼光譜訊號也相對增強。於第11圖中，其I2D/IG的比例約在0.34~0.37，顯示石墨烯層數應在10~20層，而與穿透式電子顯微鏡(TEM)的圖交叉比對也可得到相同結果。
請續參照第13A至13B圖，其係繪示矽複合材210及石墨烯單元220經過高壓通道300或未經過高壓通道300混合對鋰電池循環充放電效率比較圖。由圖中可知，經過高壓通道300混合後，由於多層石墨烯層的形成，對充/放電維持率有顯著的提昇。此係因石墨烯具有
非常高的強度，足以有效抵擋矽材體積膨脹造成的應力。同時，石墨烯的優異導電性更可以維持電池充放電後阻抗上升的問題。
本發明揭示透過高溫熱處理於矽材上形成複合物層而形成矽複合材。另將石墨材通過高壓通道而形成多個石墨烯單元。鋰電池負極材料由矽複合材及石墨烯單元交錯混合而成。此種鋰電池負極材料，可藉由碳化矽及石墨烯單元提高電容量及鋰電池之充放電維持率。並且，於矽材外圍形成有矽化鎳、氧化鎳以及自由端含鎳的矽突出物，可抑制因矽材體積過度膨脹而導致的效能降低，並進一步提升鋰電池之充/放電維持率而延長使用壽命。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (27)
- 一種鋰電池負極材料製造方法，包含：將一金屬材及一碳材包覆於一矽材表面；進行一高溫熱處理，令該金屬材及該碳材於該矽材表面產生反應，而於該矽材表面形成包含金屬矽化物、金屬氧化物、碳化矽(SiC)及矽氧化物之一複合物層，以及於該矽材表面形成至少一突出物，且該突出物的自由端擴大形成一頭部，藉此形成一矽複合材，並以該矽複合材形成一鋰電池負極材料；其中該高溫熱處理之溫度大於攝氏800度，小於攝氏1200度。
- 如申請專利範圍第1項所述之鋰電池負極材料製造方法，其中於進行該高溫熱處理時，透過該金屬材之催化而促進碳化矽以及該突出物之形成。
- 如申請專利範圍第1項所述之鋰電池負極材料製造方法，更包含：將一石墨材通過一高壓通道，令該石墨材受該高壓通道摩擦而剝離出多個石墨烯單元；在進行該高溫熱處理之前，先令該些石墨烯單元與該矽材、該金屬材及該碳材混合，之後再經該高溫熱處理，以使該金屬材及該碳材包覆於該矽材表面並形成該矽複合材。
- 如申請專利範圍第3項所述之鋰電池負極材料製造方法，更包含：令該些石墨烯單元與該矽材、該金屬材及該碳材混合後，通過該高壓通道以便均勻混合該些石墨烯單元、該矽材、該金屬材與該碳材。
- 如申請專利範圍第3項所述之鋰電池負極材料製造方法，更包含：令該些石墨烯單元與該矽材、該金屬材及該碳材混合，經過乾燥及造粒作業，之後再經該高溫熱處理而形成多數個呈球形的鋰電池負極材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之鋰電池負極材料製造方法，更包含：將一石墨材通過一高壓通道，令該石墨材受該高壓通道摩擦而剝離出多個石墨烯單元；交錯混合該些石墨烯單元與該矽複合材。
- 如申請專利範圍第6項所述之鋰電池負極材料製造方法，更包含：令該些石墨烯單元與該矽複合材混合後，通過該高壓通道以便均勻混合該些石墨烯單元與該矽複合材。
- 如申請專利範圍第6項所述之鋰電池負極材料製造方法，其中各該石墨烯單元包含層數為30層以下之石墨烯層。
- 一種鋰電池負極材料，包含：一矽複合材，其包含一矽材及形成於該矽材表面之一複合物層與至少一突出物，其中該複合物層包含金屬矽化物、金屬氧化物、碳化矽(SiC)及矽氧化物，該突出物的自由端擴大形成一頭部；以及多個石墨烯單元，其係與該矽複合材交錯混合而形成該鋰電池負極材料。
- 如申請專利範圍第9項所述之鋰電池負極材料，其中該頭部包覆有一碳材。
- 如申請專利範圍第9項所述之鋰電池負極材料，其中該頭部包含一金屬，該金屬之材質同於該金屬矽化物或該金屬氧化物之該金屬材質。
- 如申請專利範圍第9項所述之鋰電池負極材料，其中該突出物具有一連接於該矽材表面與該頭部之間的身部，且該身部包含矽。
- 如申請專利範圍第12項所述之鋰電池負極材料，其中該身部包覆有一碳材。
- 如申請專利範圍第9項所述之鋰電池負極材料，其中該突出物的長度介於10奈米至800奈米。
- 如申請專利範圍第9項所述之鋰電池負極材料，其中各該石墨烯單元包含層數為30層以下之石墨烯層。
- 一種鋰電池負極材料，包含：一矽材，該矽材表面生成一複合物層與至少一突出物，該複合物層包含金屬矽化物及金屬氧化物，且該突出物的自由端擴大形成一頭部，該頭部包含一金屬，該金屬之材質同於該金屬矽化物或該金屬氧化物之該金屬材質。
- 如申請專利範圍第16項所述之鋰電池負極材料，其中該頭部包覆有一碳材。
- 如申請專利範圍第16項所述之鋰電池負極材料，其中該複合物層更包含碳化矽(SiC)。
- 如申請專利範圍第18項所述之鋰電池負極材料，其中該突出物具有一連接於該矽材表面與該頭部之間的身部，且該身部包含矽。
- 如申請專利範圍第19項所述之鋰電池負極材料，其中該身部包覆有一碳材。
- 如申請專利範圍第16項所述之鋰電池負極材料，其中該突出物的長度介於10奈米至800奈米。
- 一種鋰電池負極材料，包含：一矽複合材，其包含一矽材及形成於該矽材表面之一複合物層與至少一突出物，其中該複合物層包含金屬矽化物、金屬氧化物及矽氧化物，且該突出物的自由端擴大形成一頭部，該頭部包含一金屬，該金屬之材質同於該金屬矽化物或該金屬氧化物之該金屬材質；以及多個石墨烯單元，其係與該矽複合材交錯混合而形成該鋰電池負極材料。
- 如申請專利範圍第22項所述之鋰電池負極材料，其中該矽材表面包覆有一碳材，且該複合物層更包含碳化矽(SiC)。
- 一種用於鋰電池負極之材料，包含： 一矽材，該矽材為片狀，該矽材表面形成一複合物層，其中該複合物層包含金屬矽化物、金屬氧化物及矽氧化物。
- 如申請專利範圍第24項所述之用於鋰電池負極之材料，其中該矽材表面包覆有一碳材。
- 如申請專利範圍第24項所述之用於鋰電池負極之材料，其中該複合物層更包含碳化矽(SiC)。
- 如申請專利範圍第24項所述之用於鋰電池負極之材料，其中該矽材表面更形成至少一突出物，該突出物的自由端擴大形成一頭部，該頭部包含一金屬，該金屬之材質同於該金屬矽化物或該金屬氧化物之該金屬材質。
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