一種負極材料，至少包括硅氧化物SiO_x和碳材料，其中，1≤x≤2。具有該負極材料的負極，具有該負極的電池，以及該負極材料的制備方法。具有多孔結構的負極材料，可以為充放電過程硅氧化物的體積效應提供緩沖空間，同時納米尺寸的硅氧化物顆粒降低了離子嵌入和脫出時的體積變化，降低了硅基負極材料的體積效應，保證了負極材料的循環性能。

本申請是申請人于2013年8月29日申請的名稱為負極材料及其制備方法、負極、具有該負極的電池，申請號為201310383201.x的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種負極材料，尤其涉及一種含有硅氧化物的負極材料。

本發明還涉及一種含有硅氧化物負極材料的負極。

本發明還涉及一種含有硅氧化物負極材料的電池。

背景技術

鋰離子電池與傳統的二次電池相比，具有開路電壓高、能量密度大、使用壽命長、無記憶效應等優點，應用非常廣泛。發展一種安全，低成本，高容量，循環性能穩定，快速充放電的鋰離子電池是便攜式電子設備和電動汽車的技術進步的迫切需求。

目前商用的鋰離子電池負極材料為碳類負極材料，碳材料制成的負極材料已經接近石墨的理論容量372mAh/g，因此，大量的研究開始轉向尋找可以替代碳材料的新型負極材料，其中硅因其具有極高的理論容量4200mAh/g 和低嵌鋰電位而被廣泛研究，但是，由于硅的導電性能不佳，含有硅負極材料的電池在充放電過程中存在嚴重的體積效應，導致負極材料發生粉化、脫落并逐漸失去電接觸，最終使得電池的循環性能很差。

針對上述問題，許多研究都在致力于改良硅基負極材料的導電性、體積效應等問題。

美國專利US20080261116A1公開了將硅顆粒沉積在碳材料表面的方法，利用含硅前軀體通過氣相與碳材料接觸并分解在碳材料表面形成硅顆粒涂層；US20080280207A1公開了在納米尺寸的硅顆粒組成的連續薄膜表面，沉積碳納米管制備鋰離子電池的負極材料；但這些制備方法過程復雜，制備成本高，不適合于大規模生產。

CN101153358A將高分子聚合物、硅粉和石墨粉混合、球磨，并在惰性氣體中高溫碳化處理制備一種鋰離子電池負極材料；CN100344016C將硅粉和碳水化合物混合，利用濃硫酸處理，而形成鋰離子電池硅/碳/石墨負極材料；CN100370959A將硅粉和石墨混合球磨，再加入碳水化合物，利用硫酸處理，洗滌，干燥。粉碎而形成硅/碳/石墨負極材料。這些方法在制備硅基負極材料時，有些需要使用大量的有機溶劑、分散劑或粘結劑，有些需要在高溫下才能完成并且需要經過破碎處理，破壞產品的包覆結構，增加生產成本同時給工業化帶來極大的不便。

發明內容

本發明旨在提供一種容量高、循環性能穩定、制備方法簡單的負極材料。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種負極材料，所述負極材料至少包括硅氧化物SiO_x和碳材料，其中，1≤x≤2。

優選的，至少部分所述硅氧化物SiO_x為具有孔狀結構的納米顆粒。

優選的，所述硅氧化物SiO_x占所述負極材料的比重范圍為5-70％，所述碳材料占所述負極材料的比重范圍為30-95％。

優選的，所述負極材料還包括金屬銅，所述金屬銅占所述負極材料的比重范圍為0.5-30％。

優選的，所述金屬銅包覆于所述硅氧化物SiO_x，所述碳材料包覆于所述硅氧化物SiO_x和金屬銅。

本發明還提供了一種負極材料，所述負極材料包括硅氧化物SiO_x，石墨烯和無序碳材料，其中，1≤x≤2。