CN110649264B - 一种硅基负极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种硅基负极材料及其制备方法。所述硅基负极材料包括：氧化亚硅颗粒；包覆在所述氧化亚硅颗粒表面的硅酸锂/碳复合层。硅酸锂/碳复合层中含有的碳能够增加材料的电子导电性，硅酸锂能够增加材料的离子导电性，总体上提高了材料的导电性能。硅酸锂/碳复合包覆层有助于形成稳定的SEI，减少锂离子的消耗，也能够作为缓冲层，保证氧化亚硅颗粒的稳定性。因此，这种氧化亚硅/硅酸锂/碳复合负极材料是一种高首次库伦效率、成本较低、性能和结构稳定可控的高比容量硅基负极材料。

Description

一种硅基负极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种硅基负极材料及其制备方法。
背景技术
锂离子电池具有高比能量、长循环使用寿命等特点而被广泛应用于各类电子产品、设备以及电动汽车等领域中。但随着科技的发展，人们对更高比能量电池的需求与日俱增。石墨类负极材料是目前产业化锂离子电池主要使用的负极材料，其理论比容量只有372mAh/g，已经无法满足高能量密度锂离子电池对负极材料的要求。
硅基负极材料是新一代的高比容量(纯硅理论比容量4200mAh/g)的锂离子电池负极材料，放电比容量在0.1C下能够达到1300～1600mAh/g，但是其首次库伦效率仅为70～80％，这导致在全电池制备中需要加入更多的正极材料来补充锂离子，或者在负极添加锂片来进行预锂化。以上措施都将大幅度提高成本，添加锂片更是带来了性能和安全隐患。同时，在充放电循环过程中存在体积变化大，容易粉碎等问题，这导致其难以在商业化锂离子电池中广泛应用。
为了提高硅基负极材料的首次库伦效率，合肥高轩等公司采用了对负极极片进行预锂化(申请公布号CN 105845894 A)，由于该工艺要使用到锂金属薄膜，因此其对于设备和生产环境的要求及其严苛，会大幅度提高生产成本，并存在电池使用的性能和安全隐患。文献和专利(申请公布号CN 109301232 A)中有报道使用歧化来提高效率，但歧化后未经处理的硅基负极材料中，结晶化的二氧化硅会包覆晶体硅，导致比容量下降，甚至循环性能降低。使用锂盐对硅基材料进行预锂化也是常用的提高首效的方法(申请公布号CN108269979 A)，该方法制备的硅基材料内部的硅酸锂会降低材料比容量和导电性，进而降低材料整体的电化学性能。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种硅基负极材料及其制备方法，本发明提供的硅基负极材料具有较高的比容量和循环稳定性。
本发明提供了一种硅基负极材料，包括：
氧化亚硅颗粒；
包覆在所述氧化亚硅颗粒表面的硅酸锂/碳复合层。
优选的，所述硅基负极材料中，氧化亚硅颗粒的质量含量为80～97％，硅酸锂/碳复合层的质量含量为3～20％。
优选的，所述氧化亚硅的分子式为SiOx，其中0.6≤x＜1.6；
所述氧化亚硅颗粒的D50为2～10μm。
优选的，所述硅酸锂/碳复合层中，硅酸锂的质量含量为1～50％，碳的质量含量为50～99％；
所述硅酸锂包括质量含量为50～100％的偏硅酸锂和质量含量为0～50％的正硅酸锂。
本发明还提供了一种上文所述硅基负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)在惰性气氛下，将氧化亚硅和第一碳源的混合物加热至900～1000℃，保温3～10h后，降温得到热处理后的产物；
B)将所述热处理后的产物在惰性气氛下进行球磨；
C)将所述球磨后的粉体、第二碳源和硅酸锂混匀，在惰性气氛下进行烧结，得到硅基负极材料。
优选的，步骤A)中，形成所述惰性气氛的惰性气体包括氮气和/或氩气。
优选的，步骤A)中，所述氧化亚硅和第一碳源的混合物加热至900～1000℃的加热速率为5～30℃/min。
优选的，所述氧化亚硅、第一碳源、第二碳源和硅酸锂的质量比为800～970：3～20：20～990：0.3～100；
所述第一碳源和第二碳源独立地选自沥青、酚醛树脂、葡萄糖、蔗糖、淀粉、柠檬酸、维生素C、壳聚糖、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
优选的，步骤C)中，所述烧结的温度为750～1000℃，所述烧结的时间为4～10h。
优选的，步骤C)中，所述烧结后，还包括降温、过筛和除铁。
本发明提供了一种硅基负极材料，包括：氧化亚硅颗粒；包覆在所述氧化亚硅颗粒表面的硅酸锂/碳复合层。硅酸锂/碳复合层中含有的碳能够增加材料的电子导电性，硅酸锂能够增加材料的离子导电性，总体上提高了材料的导电性能。硅酸锂/碳复合包覆层有助于形成稳定的SEI，减少锂离子的消耗，也能够作为缓冲层，保证氧化亚硅颗粒的稳定性。因此，这种氧化亚硅/硅酸锂/碳复合负极材料是一种高首次库伦效率、成本较低、性能和结构稳定可控的高比容量硅基负极材料。
本发明还提供了一种硅基负极材料的制备方法，包括以下步骤：A)在惰性气氛下，将氧化亚硅和第一碳源的混合物加热至900～1000℃，保温3～10h后，降温得到热处理后的产物；B)将所述热处理后的产物在惰性气氛下进行球磨；C)将所述球磨后的粉体、第二碳源和硅酸锂混匀，在惰性气氛下进行烧结，得到硅基负极材料。采用上述制备方法减少了首次脱/嵌锂对锂离子的消耗，提高了首次库伦效率，得到的硅基负极材料具有较高的比容量、较高的首次库伦效率和更好的循环性能。
实验结果表明，本发明提供的硅基负极材料在0.1C下进行充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料的首次库伦效率大于78％，0.1C下首次脱锂比容量大于1630mAh/g。将所述硅基负极材料在0.2C下进行循环充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料在0.2C下循环充放电130周后，比容量保持率大于92％，具有优异的循环稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1中球磨后的粉体的XRD图；
图2为本发明实施例1中球磨后的粉体的红外光谱图；
图3为本发明实施例1制备的硅基负极材料的SEM图；
图4为本发明实施例1制备的硅基负极材料的首次充放电曲线；
图5为本发明实施例1制备的硅基负极材料的循环性能曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种硅基负极材料，包括：
氧化亚硅颗粒；
包覆在所述氧化亚硅颗粒表面的硅酸锂/碳复合层。
本发明中，所述硅酸锂/碳复合层是贴覆在所述氧化亚硅颗粒表面，在所述硅酸锂/碳复合层和氧化亚硅颗粒之间并不存在空间。硅酸锂/碳复合层中含有的碳能够增加材料的电子导电性，硅酸锂能够增加材料的离子导电性，总体上提高了材料的导电性能。硅酸锂/碳复合包覆层有助于形成稳定的SEI，减少锂离子的消耗，也能够作为缓冲层，保证氧化亚硅颗粒的稳定性。因此，这种氧化亚硅/硅酸锂/碳复合负极材料是一种高首次库伦效率、成本较低、性能和结构稳定可控的高比容量硅基负极材料。
在本发明的某些实施例中，所述氧化亚硅的分子式为SiOx，其中0.6≤x＜1.6。
在本发明的某些实施例中，所述氧化亚硅颗粒的D50为2～10μm。
在本发明的某些实施例中，所述硅基负极材料中，氧化亚硅颗粒的质量含量为80～97％，硅酸锂/碳复合层的质量含量为3～20％。
在本发明的某些实施例中，所述硅酸锂/碳复合层中，硅酸锂的质量含量为1～50％，碳的质量含量为50～99％。在本发明的某些实施例中，所述硅酸锂包括质量含量为50～100％的偏硅酸锂和质量含量为0～50％的正硅酸锂。在某些实施例中，所述硅酸锂包括质量含量为60％的偏硅酸锂和质量含量为40％的正硅酸锂。
本发明还提供了一种硅基负极材料的制备方法，包括以下步骤：
A)在惰性气氛下，将氧化亚硅和第一碳源的混合物加热至900～1000℃，保温3～10h后，降温得到热处理后的产物；
B)将所述热处理后的产物在惰性气氛下进行球磨；
C)将所述球磨后的粉体、第二碳源和硅酸锂混匀，在惰性气氛下进行烧结，得到硅基负极材料。
本发明先将氧化亚硅和第一碳源的混合物加热至900～1000℃，保温3～10h后，降温得到热处理后的产物。所述加热、保温和降温均需要在惰性气氛下进行。
在本发明的某些实施例中，所述第一碳源选自沥青、酚醛树脂、葡萄糖、蔗糖、淀粉、柠檬酸、维生素C、壳聚糖、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
在本发明的某些实施例中，形成所述惰性气氛的惰性气体包括氮气和/或氩气。
在本发明的某些实施例中，所述加热的速率为5～30℃/min。在某些实施例中，所述加热的速率为10℃/min。
本发明中，氧化亚硅和第一碳源的混合物加热后的温度为900～1000℃。在本发明的某些实施例中，所述加热后的温度为950℃或1000℃。达到900～1000℃后，保温的时间为3～10h。在本发明的某些实施例中，所述保温的时间为5h或3h。
所述保温3～10h后，降温得到热处理后的产物。本发明对所述降温的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的降温方法即可。在本发明的某些实施例中，所述降温后的温度为室温。
得到热处理后的产物后，将所述热处理后的产物在惰性气氛下进行球磨。
在本发明的某些实施例中，形成所述惰性气氛的惰性气体包括氮气和/或氩气。
在本发明的某些实施例中，所述球磨的时间为3～10h。在某些实施例中，所述球磨的时间为4h或10h。
将所述球磨后的粉体、第二碳源和硅酸锂混匀，在惰性气氛下进行烧结，得到硅基负极材料。
在本发明的某些实施例中，所述第二碳源选自沥青、酚醛树脂、葡萄糖、蔗糖、淀粉、柠檬酸、维生素C、壳聚糖、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
在本发明的某些实施例中，所述硅酸锂包括质量含量为50～100％的偏硅酸锂和质量含量为0～50％的正硅酸锂。在某些实施例中，所述硅酸锂包括质量含量为60％的偏硅酸锂和质量含量为40％的正硅酸锂。在某些实施例中，所述硅酸锂包括质量含量为80％的偏硅酸锂和质量含量为20％的正硅酸锂。
在本发明的某些实施例中，所述氧化亚硅、第一碳源、第二碳源和硅酸锂的质量比为800～970：3～20：20～990：0.3～100。在某些实施例中，所述氧化亚硅、第一碳源、第二碳源和硅酸锂的质量比为900：5：114：20、900：5：86：40或900：5：400：20。
在本发明的某些实施例中，将所述球磨后的粉体、第二碳源和硅酸锂混匀具体为：
将所述球磨后的粉体、第二碳源和硅酸锂进行球磨混匀。
在本发明的某些实施例中，所述球磨混匀的时间为2～10h。在某些实施例中，所述球磨混匀的时间为4h。
在本发明的某些实施例中，在惰性气氛下进行烧结前还包括：在惰性气氛下，将所述混匀后的物料升温至烧结温度。
在本发明的某些实施例中，形成所述惰性气氛的惰性气体包括氮气和/或氩气。
在本发明的某些实施例中，所述烧结的温度为750～1000℃。在某些实施例中，所述烧结的温度为850℃或950℃。在本发明的某些实施例中，所述烧结的时间为4～10h。在某些实施例中，所述烧结的时间为6h或10h。
在本发明的某些实施例中，所述升温至烧结温度的速率为5～30℃/min。在某些实施例中，所述升温至烧结温度的速率为10℃/min。
在本发明的某些实施例中，所述烧结后还包括降温。本发明对所述降温的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的降温方法即可。在本发明的某些实施例中，所述降温后的温度为室温。
在本发明的某些实施例中，所述降温后还包括过筛。在本发明的某些实施例中，所述过筛为过300目筛。
在本发明的某些实施例中，所述过筛后还包括除铁。本发明对所述除铁的步骤并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的除铁的步骤即可。
除铁后，即可得到硅基负极材料。
本发明对上文采用的原料的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明提供了一种硅基负极材料的制备方法，包括以下步骤：A)在惰性气氛下，将氧化亚硅和第一碳源的混合物加热至900～1000℃，保温3～10h后，降温得到热处理后的产物；B)将所述热处理后的产物在惰性气氛下进行球磨；C)将所述球磨后的粉体、第二碳源和硅酸锂混匀，在惰性气氛下进行烧结，得到硅基负极材料。采用上述制备方法减少了首次脱/嵌锂对锂离子的消耗，提高了首次库伦效率，得到的硅基负极材料具有较高的比容量和较高的首次库伦效率，性能和结构稳定可控。
实验结果表明，本发明提供的硅基负极材料在0.1C下进行充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料的首次库伦效率大于78％，0.1C下首次脱锂比容量大于1630mAh/g。将所述硅基负极材料在0.2C下进行循环充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料在0.2C下循环充放电130周后，比容量保持率大于92％，具有优异的循环稳定性。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种硅基负极材料及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例所用的原料均为一般市售。
实施例1
将900g氧化亚硅和5g葡萄糖的混合物以10℃/min的升温速率升至950℃，保温5h，降至室温，得到热处理后的产物；以上所有步骤均在氩气气氛下进行；
将所述热处理后的产物在氩气气氛下球磨4h；
将所述球磨后的粉体与114g沥青、12g偏硅酸锂、8g正硅酸锂混合再次混合球磨4h，将所述球磨后的混合物料在氩气气氛中以10℃/min升至850℃，保温6h，然后降温至室温，过300目筛除铁后得到硅基负极材料。
利用X射线衍射仪对球磨后的粉体进行分析，得到本发明实施例1中球磨后的粉体的XRD图，如图1所示。图1为本发明实施例1中球磨后的粉体的XRD图。由图1可以看出，球磨后的粉体的X射线衍射谱中，在2θ＝28.2±0.5°处有硅(111)结晶面的峰，这表明材料出现歧化现象，在烧结过程中出现了晶体硅，有利于提高材料的库伦效率。
对球磨后的粉体进行红外光谱分析，得到本发明实施例1中球磨后的粉体的红外光谱图，如图2所示。图2为本发明实施例1中球磨后的粉体的红外光谱图。由图2可以看出，所述球磨后的粉体的红外光谱中，在1104.5±8cm-1处有峰，该峰的位置相对于热处理后但未球磨的产物的峰(1111.83cm-1)比较，更接近于原始氧化亚硅(未烧结且未球磨的氧化亚硅)的峰(1092.55cm-1)，这表明球磨之后比未球磨的产物具有更好的锂离子导电性。
本实施例对得到的硅基负极材料进行扫描电镜扫描分析，结果如图3所示，图3为本发明实施例1制备的硅基负极材料的SEM图，由图3可以看出，包覆层包覆均匀。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.1C下进行充放电实验，得到硅基负极材料的首次充放电曲线，如图4所示。图4为本发明实施例1制备的硅基负极材料的首次充放电曲线。从图4可以看出，0.1C下首次脱锂比容量为1654.6mAh/g，经计算，所述硅基负极材料的首次库伦效率为81.2％。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.2C下进行循环充放电实验，得到硅基负极材料的循环性能曲线，如图5所示。图5为本发明实施例1制备的硅基负极材料的循环性能曲线。从图5可以看出，所述硅基负极材料在0.2C下循环充放电130周后，比容量保持率为97％，具有优异的循环稳定性。
实施例2
将900g氧化亚硅和5g葡萄糖的混合物以10℃/min的升温速率升至1000℃，保温3h，降至室温，得到热处理后的产物；以上所有步骤均在氩气气氛下进行；
将所述热处理后的产物在氩气气氛下球磨4h；
将所述球磨后的粉体与114g沥青、12g偏硅酸锂、8g正硅酸锂混合再次混合球磨4h，将所述球磨后的混合物料在氩气气氛中以10℃/min升至850℃，保温6h，然后降温至室温，过300目筛除铁后得到硅基负极材料。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.1C下进行充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料的首次库伦效率为80％，0.1C下首次脱锂比容量为1653.2mAh/g。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.2C下进行循环充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料在0.2C下循环充放电130周后，比容量保持率为95.3％，具有优异的循环稳定性。
实施例3
将900g氧化亚硅和5g葡萄糖的混合物以10℃/min的升温速率升至950℃，保温5h，降至室温，得到热处理后的产物；以上所有步骤均在氩气气氛下进行；
将所述热处理后的产物在氩气气氛下球磨4h；
将所述球磨后的粉体与86g沥青、24g偏硅酸锂、16g正硅酸锂混合再次混合球磨4h，将所述球磨后的混合物料在氩气气氛中以10℃/min升至850℃，保温6h，然后降温至室温，过300目筛除铁后得到硅基负极材料。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.1C下进行充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料的首次库伦效率为79.1％，0.1C下首次脱锂比容量为1662.3mAh/g。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.2C下进行循环充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料在0.2C下循环充放电130周后，比容量保持率为95.5％，具有优异的循环稳定性。
实施例4
将900g氧化亚硅和5g葡萄糖的混合物以10℃/min的升温速率升至950℃，保温5h，降至室温，得到热处理后的产物；以上所有步骤均在氩气气氛下进行；
将所述热处理后的产物在氩气气氛下球磨4h；
将所述球磨后的粉体与86g沥青、32g偏硅酸锂、8g正硅酸锂混合再次混合球磨4h，将所述球磨后的混合物料在氩气气氛中以10℃/min升至850℃，保温6h，然后降温至室温，过300目筛除铁后得到硅基负极材料。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.1C下进行充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料的首次库伦效率为79.6％，0.1C下首次脱锂比容量为1634.8mAh/g。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.2C下进行循环充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料在0.2C下循环充放电130周后，比容量保持率为94.2％，具有优异的循环稳定性。
实施例5
将900g氧化亚硅和5g葡萄糖的混合物以10℃/min的升温速率升至950℃，保温5h，降至室温，得到热处理后的产物；以上所有步骤均在氩气气氛下进行；
将所述热处理后的产物在氩气气氛下球磨10h；
将所述球磨后的粉体与114g沥青、12g偏硅酸锂、8g正硅酸锂混合再次混合球磨4h，将所述球磨后的混合物料在氩气气氛中以10℃/min升至850℃，保温6h，然后降温至室温，过300目筛除铁后得到硅基负极材料。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.1C下进行充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料的首次库伦效率为79.7％，0.1C下首次脱锂比容量为1630.9mAh/g。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.2C下进行循环充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料在0.2C下循环充放电130周后，比容量保持率为93.3％，具有优异的循环稳定性。
实施例6
将900g氧化亚硅和5g葡萄糖的混合物以10℃/min的升温速率升至950℃，保温5h，降至室温，得到热处理后的产物；以上所有步骤均在氩气气氛下进行；
将所述热处理后的产物在氩气气氛下球磨4h；
将所述球磨后的粉体与400g葡萄糖、12g偏硅酸锂、8g正硅酸锂混合再次混合球磨4h，将所述球磨后的混合物料在氩气气氛中以10℃/min升至850℃，保温6h，然后降温至室温，过300目筛除铁后得到硅基负极材料。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.1C下进行充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料的首次库伦效率为78.2％，0.1C下首次脱锂比容量为1644.7mAh/g。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.2C下进行循环充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料在0.2C下循环充放电130周后，比容量保持率为92.8％，具有优异的循环稳定性。
实施例7
将900g氧化亚硅和5g葡萄糖的混合物以10℃/min的升温速率升至950℃，保温5h，降至室温，得到热处理后的产物；以上所有步骤均在氩气气氛下进行；
将所述热处理后的产物在氩气气氛下球磨4h；
将所述球磨后的粉体与114g沥青、12g偏硅酸锂、8g正硅酸锂混合再次混合球磨4h，将所述球磨后的混合物料在氩气气氛中以10℃/min升至950℃，保温10h，然后降温至室温，过300目筛除铁后得到硅基负极材料。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.1C下进行充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料的首次库伦效率为79.1％，0.1C下首次脱锂比容量为1655.7mAh/g。
本实施例将得到的硅基负极材料在0.2C下进行循环充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料在0.2C下循环充放电130周后，比容量保持率为94.6％，具有优异的循环稳定性。
实验结果表明，本发明提供的硅基负极材料在0.1C下进行充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料的首次库伦效率大于78％，0.1C下首次脱锂比容量大于1630mAh/g。将所述硅基负极材料在0.2C下进行循环充放电实验，实验结果表明，所述硅基负极材料在0.2C下循环充放电130周后，比容量保持率大于92％，具有优异的循环稳定性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种硅基负极材料，其特征在于，由以下结构组成：
氧化亚硅颗粒；
包覆在所述氧化亚硅颗粒表面的硅酸锂/碳复合层；
所述硅基负极材料的制备方法，由以下步骤组成：
A)在惰性气氛下，将氧化亚硅和第一碳源的混合物加热至900～1000℃，保温3～10h后，降温得到热处理后的产物；
所述氧化亚硅和第一碳源的混合物加热至900～1000℃的加热速率为5～30℃/min；
B)将所述热处理后的产物在惰性气氛下进行球磨；
C)将所述球磨后的粉体、第二碳源和硅酸锂进行球磨混匀，在惰性气氛下，将所述混匀后的物料升温至烧结温度，在惰性气氛下进行烧结，降温、过筛和除铁后，得到硅基负极材料；
所述升温至烧结温度的速率为5～30℃/min。
2.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料中，氧化亚硅颗粒的质量含量为80～97％，硅酸锂/碳复合层的质量含量为3～20％。
3.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述氧化亚硅的分子式为SiOx，其中0.6≤x＜1.6；
所述氧化亚硅颗粒的D50为2～10μm。
4.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅酸锂/碳复合层中，硅酸锂的质量含量为1～50％，碳的质量含量为50～99％；
所述硅酸锂包括质量含量为50～100％的偏硅酸锂和质量含量为0～50％的正硅酸锂。
5.一种权利要求1所述硅基负极材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
A)在惰性气氛下，将氧化亚硅和第一碳源的混合物加热至900～1000℃，保温3～10h后，降温得到热处理后的产物；
所述氧化亚硅和第一碳源的混合物加热至900～1000℃的加热速率为5～30℃/min；
B)将所述热处理后的产物在惰性气氛下进行球磨；
C)将所述球磨后的粉体、第二碳源和硅酸锂进行球磨混匀，在惰性气氛下，将所述混匀后的物料升温至烧结温度，在惰性气氛下进行烧结，降温、过筛和除铁后，得到硅基负极材料；
所述升温至烧结温度的速率为5～30℃/min。
6.根据权利要求5所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，步骤A)中，形成所述惰性气氛的惰性气体包括氮气和/或氩气。
7.根据权利要求5所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化亚硅、第一碳源、第二碳源和硅酸锂的质量比为800～970：3～20：20～990：0.3～100；
所述第一碳源和第二碳源独立地选自沥青、酚醛树脂、葡萄糖、蔗糖、淀粉、柠檬酸、维生素C、壳聚糖、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
8.根据权利要求5所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述烧结的温度为750～1000℃，所述烧结的时间为4～10h。
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