CN108933244A - 一种Ti3SiC2基多孔核壳材料 - Google Patents

一种Ti3SiC2基多孔核壳材料 Download PDF

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Abstract

本发明属于电池材料技术领域，特别涉及一种Ti3SiC2基多孔核壳材料。本发明提供的Ti3SiC2基多孔核壳材料，包括核体和壳层，所述核体的化学组成包括碳化钛和碳化硅；所述壳层的化学组成包括二氧化钛和二氧化硅；所述壳层的表面和内部具有孔隙。本发明提供的Ti3SiC2基多孔核壳材料具有较高的比容量和循环稳定性。

Description

一种Ti3SiC2基多孔核壳材料
技术领域
本发明属于电池材料技术领域，特别涉及一种Ti3SiC2基多孔核壳材料。
背景技术
随着电子器件的广泛应用，人们对电子器件的性能需求越来越高，电池材料作为影响电子器件使用性能的因素之一，也因此受到了社会的广泛关注。现代电子器件，如手机、电脑、数码相机等多使用锂离子电池，该类电池具有重量轻、寿命长、比能量密度高、无污染、无记忆效应等优点。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解质组成，其中负极材料的性能决定电池性能。目前锂离子电池用的负极材料种类较多，如碳材料、合金材料、二氧化钛等，但碳材料和二氧化钛的比容量较低，不适用于现代电子器件，合金材料，如硅基和锡基等合金材料虽然有较高的比容量，但在使用过程中存在循环稳定性差的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Ti3SiC2基多孔核壳材料，本发明提供的Ti3SiC2基多孔核壳材料具有较高的比容量和优异的循环稳定性，适宜作为电池负极材料使用。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种Ti3SiC2基多孔核壳材料，包括核体和壳层，所述核体的化学组成包括碳化钛和碳化硅；所述壳层的化学组成包括二氧化钛和二氧化硅；所述壳层的表面和内部具有孔隙。
优选的，所述壳层的厚度为10～150nm。
优选的，所述孔隙的平均孔径为1～60nm。
本发明提供了上述技术方案所述Ti3SiC2基多孔核壳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ti3SiC2粉料在无氧条件下研磨，发生分解反应，得到包括碳化钛和碳化硅的研磨料；
(2)将所述步骤(1)的研磨料进行粒径筛选，得到烧结料；所述烧结料的粒径为100～800nm；
(3)将所述步骤(2)的烧结料进行氧化烧结，得到Ti3SiC2基多孔核壳材料；所述氧化烧结的温度为100～600℃，氧化烧结的时间为10～150min。
优选的，所述步骤(1)Ti3SiC2粉料的粒径为0.001～3mm。
优选的，所述步骤(1)研磨的方式包括球磨，所述球磨的转速为300～800rpm，球磨的时间为5～30h。
优选的，所述步骤(2)粒径筛选的方法包括如下步骤：
将所述步骤(1)的研磨料与水混合，进行第I离心分离，静置后得到上层清液；所述第I离心分离的转速为500～5000rpm，所述第I离心分离的时间为1～10min；
将所述上层清液进行第II离心分离，得到固体料；所述第II离心分离的转速为5000～13000rpm，所述第II离心分离的时间为15～90min；
将所述固体料进行干燥，得到烧结料。
优选的，所述步骤(3)的氧化烧结中，氧化烧结的时间根据氧化烧结的温度确定，当所述氧化烧结的温度为100～400℃时，氧化烧结的时间为10～150min；当所述氧化烧结的温度为(400～600]℃时，氧化烧结的时间为10～60min。
优选的，所述氧化烧结的温度通过升温达到，所述升温的速度为1～10℃/min。
本发明另提供了上述技术方案所述Ti3SiC2基多孔核壳材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的Ti3SiC2基多孔核壳材料作为锂离子电池负极材料的应用。
本发明提供了一种Ti3SiC2基多孔核壳材料，包括核体和壳层，所述核体的化学组成包括碳化钛和碳化硅；所述壳层的化学组成包括二氧化钛和二氧化硅；所述壳层的表面和内部具有孔隙。在本发明中，Ti3SiC2基多孔核壳材料壳层的孔隙结构，能够提供较多的活性位点，有利于锂离子的扩散；还能减少电池充放电过程中，负极材料体积的变化率，进一步提升电池的循环稳定性能。此外，由包括二氧化钛和二氧化硅组成的壳层则能提高电池容量，核体可以作为储存锂离子的容器，对提高电池的比容量有利。实施例结果表明，将本发明提供的Ti3SiC2基多孔核壳材料用于锂离子电池负极材料时，在100mA/g电流密度下，首圈比容量达到689mAh/g；在1A/g的大电流密度下，首圈比容量达到556mAh/g，循环1000圈后比容量为222mAh/g，说明本发明提供的材料能够制备得到比容量和循环稳定性较好的电池负极材料。
附图说明
图1为实施例1研磨后所得研磨料的XRD图；
图2为实施例1研磨后所得研磨料的TEM图；
图3为实施例1所得Ti3SiC2基多孔核壳材料的XRD图；
图4为实施例2制得的Ti3SiC2基多孔核壳材料的TEM图；
图5为实施例3制得的Ti3SiC2基多孔核壳材料的CV图；
图6为实施例4所得锂离子电池的倍率性能图；
图7为实施例5所得锂离子电池在100mA/g下的循环性能图；
图8为实施例6所得锂离子电池的在1A/g下的循环性能图。
具体实施方式
本发明提供了一种Ti3SiC2基多孔核壳材料，包括核体和壳层，所述核体的化学组成包括碳化钛和碳化硅；所述壳层的化学组成包括二氧化钛和二氧化硅；所述壳层的表面和内部具有孔隙。
本发明提供的Ti3SiC2基多孔核壳材料，包括核体和壳层，所述核体的化学组成包括碳化钛和碳化硅，所述核体可为Li+提供存储场所。在本发明中，所述碳化钛和碳化硅通过Ti3SiC2分解而成。
本发明提供的Ti3SiC2基多孔核壳材料包括壳层，所述壳层的化学组成包括二氧化钛和二氧化硅。在本发明中，所述壳层的厚度优选为10～150nm，更优选为50～130nm，再优选为80～130nm；所述壳层的表面和内部具有孔隙，所述孔隙优选包括介孔，所述孔隙的平均孔径优选为1～60nm，更优选为3～40nm，再优选为5～20nm。
在本发明中，所述Ti3SiC2基多孔核壳材料为整体的核壳结构，具有结构稳定，核壳不易分离的特点，其中，材料的核体主要是用来储存锂离子，缓冲充放电过程中材料的体积变化，提高材料的结构稳定性；而壳可提供良好的电子和离子传导性，主要是提高材料的比容量。
在本发明中，所述Ti3SiC2基多孔核壳材料具有的多孔结构能提高电池容及合金化储锂机制，还能缓解反复充放电过程中由锂离子嵌入/脱出所产生的结构应力，从而进一步维持电极的稳定性。而且，多孔结构具有较大的比表面积，有助于提高电化学活性面积，提高电极的倍率性能。
在本发明中，所述Ti3SiC2基多孔核壳材料的比表面优选为5～100m2/g，更优选为10～50m2/g；所述Ti3SiC2基多孔核壳材料的粒径优选为100～800nm，更优选为300～500nm。
本发明提供了上述技术方案所述Ti3SiC2基多孔核壳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ti3SiC2粉料在无氧条件下研磨，发生分解反应，得到包括碳化钛和碳化硅的研磨料；
(2)将所述步骤(1)得到的研磨料进行粒径筛选，得到烧结料；所述烧结料的粒径为100～800nm；
(3)将所述步骤(2)得到的烧结料进行氧化烧结，得到Ti3SiC2基多孔核壳材料；所述氧化烧结的温度为100～600℃，氧化烧结的时间为10～150min。
本发明将Ti3SiC2粉料在无氧条件下研磨，发生分解反应，得到包括碳化钛和碳化硅的研磨料。在本发明中，所述Ti3SiC2粉料的粒径优选为0.001～3mm，进一步优选为0.01～1mm；所述Ti3SiC2粉料的纯度优选为80～100％，进一步优选为90～100％。本发明对所述Ti3SiC2粉料的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中，所述Ti3SiC2粉料在无氧条件下研磨，研磨过程中发生分解反应，生成包括碳化钛和碳化硅的研磨料。本发明在无氧条件下对Ti3SiC2粉料进行研磨，防止Ti3SiC2在球磨过程中被氧化。本发明对所述无氧条件的提供方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述研磨的方式优选包括球磨，所述球磨的转速优选为300～800rpm，更优选为350～750rpm，再优选为400～700rpm；所述球磨的时间优选为5～30h，更优选为7～25h，再优选为10～20h。在本发明中，所述球磨用磨球的材质优选包括硬质合金球；所述球磨时，球料比优选为(5～30):1，更优选为(10～20):1。
得到研磨料后，本发明将所述研磨料进行粒径筛选，得到烧结料。本发明对所述研磨料进行粒径筛选，可得到粒径为100～800nm的烧结料。在本发明中，所述粒径筛选的方法包括如下步骤：
将所述研磨料与水混合，进行第I离心分离，静置后得到上层清液；所述第I离心分离的转速为500～5000rpm，离心分离的时间为1～10min；
将所述上层清液进行静置，然后进行第II离心分离，得到固体料；所述第II离心分离的转速为5000～13000rpm，离心分离的时间为15～90min；
将所述固体料进行干燥，得到烧结料。
本发明优选将所述研磨料与水混合，进行第I离心分离，静置后得到上层清液。本发明对所述水的用量没有特殊要求，能使研磨料充分分散开即可。本发明对所述研磨料与水的混合方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述第I离心分离的转速优选为500～5000rpm，更优选为800～4500rpm；第I离心分离的时间优选为1～10min，更优选为2～8min。
本发明对研磨料与水的混合物进行第I离心分离，可使粒径较大的研磨料在离心作用下沉积到固相，而粒径均匀，且粒径较小的研磨料则能漂浮或悬浮于上层清液中，实现研磨料粒径的筛选。本发明对所述第I离心分离的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。
离心分离后，本发明优选将离心后的物料进行静置，以使清液与固体充分分离。在本发明中，所述静置的时间优选为5～24h，更优选为10～15h。
得到上层清液后，本发明优选将所述上层清液进行第II离心分离，得到固体料。在本发明中，所述第II离心分离的转速优选为5000～13000rpm，更优选为6000～12000rpm，再优选为7000～11000rpm；所述第II离心分离的时间优选为15～90min，更优选为20～80min，再优选为25～70min。
本发明优选在上述条件下对上层清液进行第II离心分离，可使上层清液中的固体充分沉积，提高烧结料的收率。
得到固体料后，本发明优选将所述固体料进行干燥，得到烧结料。在本发明中，所述干燥的方式优选包括真空干燥或冷冻干燥，以防止固体料被氧化。本发明对所述真空干燥或冷冻干燥的具体实施方式没有特殊要求，以能实现将固体料内的水分充分去除即可。
得到烧结料后，本发明将所述烧结料进行氧化烧结，得到Ti3SiC2基多孔核壳材料。在本发明中，所述氧化烧结的温度为100～600℃，氧化烧结的时间为10～150min。本发明所述氧化烧结的时间指烧结料的温度升温至氧化烧结的温度后的保温时间，并不包括升温至氧化烧结温度的过程所用的时间。
在本发明中，所述氧化烧结的温度优选通过升温达到，所述升温的速度优选为1～10℃/min，更优选为2～8℃/min，再优选为3～7℃/min。
在本发明中，所述氧化烧结中氧化烧结的时间优选根据氧化烧结的温度确定，当氧化烧结的温度为100～400℃时，所述氧化烧结的时间优选为10～150min，更优选为20～120min，再优选为40～100min；当所述氧化烧结的温度为(400～600]℃时，所述氧化烧结的时间优选为10～60min，更优选为20～50min，再优选为25～45min。在本发明中，所述氧化烧结的温度越高，氧化烧结的时间缩短，以确保核壳结构的获得。在本发明中，所述氧化烧结的温度为一定值时，延长氧化烧结的时间，主要影响所得Ti3SiC2基多孔核壳材料的壳层厚度，对壳层孔隙大小的影响居次。本发明所述氧化烧结优选在马弗炉中进行。
在本发明中，对烧结料进行氧化烧结时，烧结料中的碳化硅和碳化钛发生氧化反应，生成二氧化钛、二氧化硅和二氧化碳气体，二氧化碳气体在逸出后，生成孔隙结构，同时得到化学组成包括二氧化钛和二氧化硅的壳层。本发明通过烧结温度和烧结时间的配合作用，确保烧结料并不被完全氧化，进而得到化学组成包括碳化钛和碳化硅的核体，并最终得到具有多孔核壳结构的材料。
本发明另提供了上述技术方案所述Ti3SiC2基多孔核壳材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的Ti3SiC2基多孔核壳材料作为锂离子电池负极材料的应用。
在本发明中，所述Ti3SiC2基多孔核壳材料用于锂离子电池负极材料时，优选包括如下步骤：
将所述Ti3SiC2基多孔核壳材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮混合，得到浆料；
将所述浆料涂覆在基底上，得到锂离子电池负极材料。
本发明优选将所述Ti3SiC2基多孔核壳材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮混合，得到浆料。在本发明中，所述Ti3SiC2基多孔核壳材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯和有机溶剂的质量比优选为80:(10～15):(10～15)：(0.5～1)，更优选为80:(10～12):(10～15)：(0.6～0.8)，再优选为80:10:10：0.7。
本发明对所述乙炔黑、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
得到浆料后，本发明有优选将所述浆料涂覆在基材上，干燥后得到锂离子电池负极材料。在本发明中，所述基材优选包括铜基材。本发明对所述基材的尺寸没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的锂离子电池负极材料的尺寸即可。本发明对所述基材的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
本发明对所述浆料的涂覆量和涂覆方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。
涂覆后，本发明优选对涂覆所得湿膜进行干燥，得到锂离子电池负极材料。本发明对所述干燥的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述锂离子电池负极材料用于组装锂离子电池时，正极材料优选为锂片，电解液优选为LiPF6溶液；所述锂片和LiPF6溶液均为本领域技术人员熟知的市售产品。
为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的Ti3SiC2基多孔核壳材料进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将粒径为0.01mm的Ti3SiC2粉料放入球磨机在无氧条件下球磨，球料比10:1，转速400rpm，时间10h，将球磨好的粉末在500rpm下离心1min，静置3h，取上层液在8000rpm下离心30min，将固体料干燥，放入马弗炉中，在100℃下热处理60min，待冷却后取出，即可得到Ti3SiC2基多孔核壳结构材料。
将Ti3SiC2基多孔核壳材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)按照80:10:10的比例混合并滴加NMP制备成浆料，涂在铜箔上，作为锂离子电池的负极，并以锂片为正极，以LiPF6溶液为电解液，组装为锂离子电池。
实施例2
将粒径为0.1mmTi3SiC2粉料放入球磨机在无氧条件下球磨，球料比10:1，转速600rpm，时间15h，将球磨好的粉末在500rpm下离心1min，静置3h，取上层液在8000rpm下离心30min，将固体料干燥，放入马弗炉中，在300℃下热处理60min，待冷却后取出，即可得到Ti3SiC2基多孔核壳结构材料。
将Ti3SiC2基多孔核壳材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)按照80:10:10的比例混合并滴加NMP制备成浆料，涂在铜箔上，作为锂离子电池的负极，并以锂片为正极，以LiPF6溶液为电解液，组装为锂离子电池。
实施例3
将粒径为0.2mmTi3SiC2粉料放入球磨机在无氧条件下球磨，球料比20:1，转速400rpm，时间10h，将球磨好的粉末在500rpm下离心1min，静置12h，取上层液在8000rpm下离心30min，将固体料干燥，放入马弗炉中，在600℃下热处理60min，待冷却后取出，即可得到Ti3SiC2基多孔核壳结构材料。
将Ti3SiC2基多孔核壳材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)按照80:10:10的比例混合并滴加NMP制备成浆料，涂在铜箔上，作为锂离子电池的负极，并以锂片为正极，以LiPF6溶液为电解液，组装为锂离子电池。
实施例4
将粒径为3mm的Ti3SiC2放入球磨机在无氧条件下球磨，球料比20:1，转速600rpm，时间10h，将球磨好的粉末在500rpm下离心1min，静置12h，取上层液在9000rpm下离心30min，将固体料干燥，放入马弗炉中，在300℃下热处理30min，待冷却后取出，即可得到Ti3SiC2基多孔核壳结构材料。
将Ti3SiC2基多孔核壳材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)按照80:10:10的比例混合并滴加NMP制备成浆料，涂在铜箔上，作为锂离子电池的负极，并以锂片为正极，以LiPF6溶液为电解液，组装为锂离子电池。
实施例5
将粒径为1mm的Ti3SiC2放入球磨机球磨，球料比20:1，转速400rpm，时间20h，将球磨好的粉末在2000rpm下离心1min，静置3h，取上层液在8000rpm下离心30min，将固体料干燥，放入马弗炉中，在300℃下热处理90min，待冷却后取出，即可得到Ti3SiC2基多孔核壳结构材料。
将Ti3SiC2基多孔核壳材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)按照80:10:10的比例混合并滴加NMP制备成浆料，涂在铜箔上，作为锂离子电池的负极，并以锂片为正极，以LiPF6溶液为电解液，组装为锂离子电池。
实施例6
将粒径为0.5mm的Ti3SiC2放入球磨机球磨，球料比20:1，转速400rpm，时间10h，将球磨好的粉末在1500rpm下离心5min，静置3h，取上层液在9000rpm下离心30min，将固体料干燥，放入马弗炉中，在300℃下热处理150min，待冷却后取出，即可得到Ti3SiC2基多孔核壳结构材料。
将Ti3SiC2基多孔核壳材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)按照80:10:10的比例混合并滴加NMP制备成浆料，涂在铜箔上，作为锂离子电池的负极，并以锂片为正极，以LiPF6溶液为电解液，组装为锂离子电池。
表征及结果
利用XRD对实施例1～6研磨所得物料的化学组成进行表征，实施例1的表征结果如图1所示，由图1可知，研磨后的研磨料由钛碳化合物及SiC组成；其余实施例结果表征结果与实施例1类似，均得到了包括碳化钛和碳化硅的研磨料。
利用透射电镜对实施例1～6研磨后所得研磨料的形貌进行表征，实施例1的表征结果如图2所示，由图2可知研磨料为规则的球状颗粒，粒径范围为300～500nm。其余实施例表征结果与实施例1类似，均得到规则球状的颗粒。
利用XRD对实施例1～6所得Ti3SiC2基多孔核壳结构材料的组成进行表征，图3为实施例1的表征结果，由图可知Ti3SiC2基多孔核壳结构材料由锐钛矿相、金红石相、钛碳化合物及SiC组成；X射线光电子能谱分析(XPS)结果表明有Si-O键，说明存在二氧化硅成分。其余实施例表征结果与实施例的表征结果一致，材料的组成均包括锐钛矿相、金红石相、钛碳化合物、SiC和二氧化硅。
利用透射电镜对实施例1～6所得Ti3SiC2基多孔核壳结构材料的形貌进行表征，实施例2的表征结果如图4所示。由图4可知，Ti3SiC2基多孔核壳结构材料具有典型的核壳结构，深色部分表示核体，浅色部分表示壳层。其余实施例测试结果与实施例2相似，均为典型的核壳结构。
利用比表面积仪测试实施例1～6所得Ti3SiC2基多孔核壳结构材料的多孔结构，测试结果如表1所示。
表1实施例1～6Ti3SiC2基多孔核壳结构材料的结构参数
由表1数据可知，本发明提供的Ti3SiC2基多孔核壳结构材料壳层的平均孔径为1～60nm，主要为5～20的介孔，可为锂离子的存储提供足够的空间；壳层厚度可由氧化烧结的时间和温度控制。
在0.02～3V条件下测试Ti3SiC2基多孔核壳结构材料的电化学性能，测试结果如图5～8所示。
图5为实施例3所得Ti3SiC2基多孔核壳结构材料作为电池负极材料时的循环伏安(CV)图，图5中首次充放电过程中，在0.68V处有个不可逆的峰，说明形成了固体电解质界面膜(即SEI膜)，在接下来的几次循环中没有明显的峰，说明本实施例提供的电池负极材料具有类电容器的特性。其他实施例测试结果见表2。
图6为实施例4所得Ti3SiC2基多孔核壳结构材料的倍率性能图，图中不同电流密度下的充、放电曲线重合度较高，说明电池的库伦效率接近100％。在具体测试时，电池在100mA/g条件下首圈比容量达606mAh/g，在电流密度分别为100mA/g、200mA/g、500mA/g、1000mA/g、1500mA/g和2000mA/g的条件下，电池材料的比容量分别为296mAh/g、276mAh/g、219mAh/g、184mAh/g、157mAh/g和139mAh/g，说明具有优异的倍率性能。其他实施例测试结果见表2。
图7为实施例5所得Ti3SiC2基多孔核壳结构材料的在100mA/g下的循环性能图，由图可知，本实施例制备的电池负极材料在首圈比容量达665mAh/g，可逆比容量为300mAh/g，材料具有较高的比容量；而且随着循环次数的增加，电池材料的库伦效率仍能维持在100％，说明Ti3SiC2基多孔核壳结构材料的循环稳定性较好。
图8为实施例6所得Ti3SiC2基多孔核壳结构材料的在1A/g下的循环性能图，首圈比容量达556mAh/g，可逆比容量为230mAh/g，库伦效率达100％，说明本发明提供的材料即使在高电流密度条件下，仍具有较高的比容量；且材料随着循环次数的增加，比容量变化幅度较小，库伦效率仍能保持在100％的水平，说明Ti3SiC2基多孔核壳结构材料据有优异的循环稳定性。
表2实施例1～6Ti3SiC2基多孔核壳结构材料的电化学性能(mAh/g)
由以上实施例说明，本发明提供的Ti3SiC2基多孔核壳结构材料具有的多孔核壳结构，能为锂离子提供充足的存储场所，且材料的性能稳定，不会随着循环次数的增加，而发生大幅度的体积膨胀，因此，Ti3SiC2基多孔核壳结构材料适用于锂离子电池负极材料。
此外，本发明提供的制备方法简单、无污染、适合大量生产。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护。

Claims (10)

1.一种Ti3SiC2基多孔核壳材料，包括核体和壳层，所述核体的化学组成包括碳化钛和碳化硅；所述壳层的化学组成包括二氧化钛和二氧化硅；所述壳层的表面和内部具有孔隙。
2.如权利要求1所述的Ti3SiC2基多孔核壳材料，其特征在于，所述壳层的厚度为10～150nm。
3.如权利要求1所述的Ti3SiC2基多孔核壳材料，其特征在于，所述孔隙的平均孔径为1～60nm。
4.权利要求1～3任一项所述Ti3SiC2基多孔核壳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ti3SiC2粉料在无氧条件下研磨，发生分解反应，得到包括碳化钛和碳化硅的研磨料；
(2)将所述步骤(1)的研磨料进行粒径筛选，得到烧结料；所述烧结料的粒径为100～800nm；
(3)将所述步骤(2)的烧结料进行氧化烧结，得到Ti3SiC2基多孔核壳材料；所述氧化烧结的温度为100～600℃，氧化烧结的时间为10～150min。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)Ti3SiC2粉料的粒径为0.001～3mm。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)研磨的方式包括球磨，所述球磨的转速为300～800rpm，球磨的时间为5～30h。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)粒径筛选的方法包括如下步骤：
将所述步骤(1)的研磨料与水混合，进行第I离心分离，静置后得到上层清液；所述第I离心分离的转速为500～5000rpm，所述第I离心分离的时间为1～10min；
将所述上层清液进行第II离心分离，得到固体料；所述第II离心分离的转速为5000～13000rpm，所述第II离心分离的时间为15～90min；
将所述固体料进行干燥，得到烧结料。
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的氧化烧结中，氧化烧结的时间根据氧化烧结的温度确定，当所述氧化烧结的温度为100～400℃时，氧化烧结的时间为10～150min；当所述氧化烧结的温度为400～600℃时，氧化烧结的时间为10～60min。
9.如权利要求4或8所述的制备方法，其特征在于，所述氧化烧结的温度通过升温达到，所述升温的速度为1～10℃/min。
10.权利要求1～3任一项所述Ti3SiC2基多孔核壳材料或权利要求4～9任一项所述制备方法制备得到的Ti3SiC2基多孔核壳材料作为锂离子电池负极材料的应用。
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