CN110697685B - 硅碳负极活性材料及其制备方法、硅碳负极材料、锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅碳负极活性材料及其制备方法、硅碳负极材料、锂离子电池，包括：将金属催化剂粉末和硅粉末混合，并在惰性气氛下球磨，得到表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒；将碳源和所述表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒混合，得到混合物料；在惰性气氛下将所述混合物料碳化，得到硅碳负极活性材料。硅颗粒的表面均匀地包覆有一维线状碳纳米管复合点状金属颗粒的点线结合导电网络，而且包覆层完整均匀。本发明实施例采用在硅颗粒表面原位生成碳纳米管包覆层的方法，不仅制备过程简便，且可以获得较均匀的碳纳米管包覆层结构。
Description
技术领域
本发明涉及电池材料技术领域，特别涉及一种硅碳负极活性材料及其制备方法、硅碳负极材料、锂离子电池。
背景技术
在锂离子电池负极材料中，单质硅具有最高的理论比容量，硅负极材料的理论比容量可以达到4200mAh/g。由于硅负极材料具有较低的嵌锂电位，相对锂电极电位而言，其储锂电位＜0.5V，而且硅材料具有丰富的储量，因此硅被认为是下一代锂离子电池最为理想的负极材料。
但是，硅负极材料被完全嵌锂后，其体积膨胀为300％，因此嵌锂后巨大的体积膨胀效应和脱锂后巨大的体积收缩效应会产生较大的应力，由此导致负极材料粉体化，活性材料、导电剂、粘结剂的接触变差，而且活性材料还会从集流体上脱离，进而引起容量的迅速衰减。此外，硅负极材料巨大的体积膨胀效应使得硅表面难以形成稳定的固体电解质界面(SEI膜)，严重影响其比容量、稳定性和库伦效率等。
电化学性能研究表明，纳米化、碳复合以及其它金属复合是提升硅材料电化学性能的主要途径。其中，研究最为广泛的是将硅与碳基材料进行复合(硅碳负极活性材料)，可显著提升硅的库仑效率、循环稳定性以及倍率性能。碳纳米管作为一维碳材料，具有良好的导电性和机械性能。一方面可有效增强硅颗粒表面及颗粒之间的导电性，提升倍率性能；另一方面可以有效的抑制硅负极材料的体积膨胀和收缩效应，从而提高SEI膜的稳定性。然而，直接使用碳纳米管包覆硅颗粒，由于碳纳米管的分散性差，往往难以实现均匀包覆，无法有效提高硅负极材料的循环稳定性和倍率性能。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种硅碳负极活性材料及其制备方法、硅碳负极材料、锂离子电池，以解决现有技术中存在的技术问题。
在本发明的第一个方面，本发明实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，包括：
步骤(1)、将金属催化剂粉末和硅粉末混合，并在惰性气氛下球磨，得到表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒；
步骤(2)、将碳源与表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒混合，得到混合物料；
步骤(3)、在惰性气氛下将所述混合物料碳化，得到硅碳负极活性材料。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述金属催化剂为镍系、钴系或者铁系催化剂。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述金属催化剂粉末的粒径为纳米级，所述硅粉末的粒径为微米级；和/或，所述金属催化剂粉末与所述硅粉末的质量比为0.1～1:1。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，球磨的速度为100-500转/分钟，磨球的直径为2-20毫米。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述碳源与所述金属催化剂粉末的质量比为1:0.05～0.5。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，采用球磨方式，将碳源与表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒混合；或者，
采用在异丙醇溶液中搅拌的方式，将碳源与表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒混合。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述碳源为三聚氰胺；和/或，在步骤(3)中，碳化的温度为650-2000℃，保温时间为0.5-10小时。
在本发明的第二个方面，本发明实施例提供了一种硅碳负极活性材料，采用上述任一个实施例中所述的硅碳负极活性材料的制备方法制备得到，所述硅碳负极活性材料为碳纳米管复合金属颗粒包覆硅颗粒的核壳结构。
在本发明的第三个方面，本发明实施例提供了一种硅碳负极材料，包括：粘结剂、导电剂和上述实施例中所述的硅碳负极活性材料。
在本发明的第四个方面，本发明实施例提供了一种锂离子电池，包括正极和负极，所述负极包括集流体和涂布在所述集流体表面的上述任一个实施例中所述的硅碳负极材料。
本发明公开的硅碳负极活性材料的制备方法，首先通过球磨的方式将金属催化剂粉末和硅粉末混合，使金属催化剂颗粒均匀分布于硅颗粒的表面，然后将碳源与表面均匀分布有金属催化剂的硅颗粒均匀混合，最后在硅颗粒表面的金属催化剂的催化作用下将碳源高温碳化生成碳纳米管，原位生成碳纳米管复合金属颗粒包覆硅颗粒的核壳结构(即硅碳负极活性材料)。先将金属催化剂颗粒均匀分布在硅颗粒的表面，再将碳源与其均匀混合，有利于在金属催化剂的催化作用下在硅颗粒的表面形成完整均匀的碳纳米管；另外，由于金属催化剂依然包含在硅碳负极活性材料中，能提高硅碳负极活性材料的导电性。
本发明公开的硅碳负极活性材料的制备方法采用在硅颗粒表面原位生成碳纳米管包覆层的方法，不仅制备过程简便，且可以获得均匀的碳纳米管包覆层结构。
由于一维线状碳纳米管复合点状金属颗粒的点线结合导电网络可以有效提升硅颗粒间的导电性，因此将采用本发明实施例提供的方法制备得到的硅碳负极活性材料作为锂离子电池负极材料进行应用，能够有效提升负极材料的循环稳定性和倍率性能。而且制备硅碳负极活性材料的工艺简单、设备要求低、制备成本低，因此便于工业化生产应用。
本发明的硅碳负极活性材料，在硅颗粒的表面均匀地包覆有一维线状碳纳米管复合点状金属颗粒的点线结合导电网络，而且包覆层完整均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明硅碳负极活性材料的制备方法的流程图；
图2为发明硅碳负极活性材料的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，如图1所示，可以包括以下步骤：
步骤(1)、将金属催化剂粉末和硅粉末混合，并在惰性气氛下球磨，得到表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒；
步骤(2)、将碳源与表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒混合，得到混合物料；
步骤(3)、在惰性气氛下将所述混合物料碳化，得到硅碳负极活性材料。
本发明实施例首先通过球磨的方式将金属催化剂粉末和硅粉末混合，使金属催化剂颗粒均匀分布于硅颗粒的表面，然后将碳源与其均匀混合，最后在硅颗粒表面的金属催化剂颗粒的催化作用下将碳源高温碳化为碳纳米管，原位生成碳纳米管复合金属颗粒包覆硅颗粒的硅碳负极活性材料。而且先将金属催化剂分布在硅颗粒的表面，再将碳源与其均匀混合，有利于在金属催化剂的催化作用下在硅颗粒的表面形成完整均匀的碳纳米管。
如图2所示，其为发明硅碳负极活性材料的扫描电子显微镜图。从图中可以看出，硅颗粒的表面均匀地包覆有一维线状碳纳米管复合点状金属颗粒的点线结合导电网络，而且包覆层完整均匀。因此，所述硅碳负极活性材料的制备方法采用在硅颗粒表面原位生成碳纳米管包覆层的方法，不仅制备过程简便，且可以获得均匀的碳纳米管包覆层结构。
由于一维线状碳纳米管复合点状金属颗粒的点线结合导电网络可以有效提升硅颗粒间的导电性，因此将采用本发明实施例提供的方法制备得到的硅碳负极活性材料作为锂离子电池负极材料进行应用，能够有效提升负极材料的循环稳定性和倍率性能。而且制备硅碳负极活性材料的工艺简单、设备要求低、制备成本低，因此便于工业化生产应用。
可选地，在步骤(1)中，所述金属催化剂粉末为镍系、钴系或者铁系催化剂粉末，以使在步骤(3)中将碳源碳化为碳纳米管，从而在硅颗粒表面原位生成完整均匀的碳纳米管包覆层。其中，镍系催化剂是指含镍的具有催化作用的单质和化合物；钴系催化剂是指含钴的具有催化作用的单质和化合物；铁系催化剂为含铁的具有催化作用的单质和化合物。本发明实施例对此不作限制。
可选地，在步骤(1)中，所述金属催化剂粉末的粒径为纳米级，所述硅粉末的粒径为微米级，从而有利于通过球磨使纳米金属催化剂颗粒均匀分布于微米硅颗粒。其中，金属催化剂粉末的粒径典型但非限制性地优选100nm、200nm、400nm、500nm、600nm和800nm等。硅粉末的粒径典型但非限制性地优选3μm、5μm、8μm、10μm和12μm等。
可选地，所述金属催化剂粉末与所述硅粉末的质量比为0.1～1:1，以使金属催化剂颗粒均匀地分布在硅颗粒表面，且可以催化碳化碳源为均匀包覆分布有金属催化剂的硅颗粒的碳纳米管。其中，金属催化剂粉末与硅粉末的质量比典型但非限制性地优选0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1和1:1，在这些实施例中，均可以使金属催化剂颗粒均匀地分布在硅颗粒表面，且可以催化碳化碳源为均匀包覆分布有金属催化剂的硅颗粒的碳纳米管。
可选地，在步骤(1)中，球磨的速度为100-500转/分钟，磨球的直径为2-20毫米，以达到高能球磨的效果，从而使金属催化剂颗粒均匀地分布在硅颗粒表面。其中，球磨的速度典型但非限制性地优选100转/分钟、150转/分钟、200转/分钟、280转/分钟、350转/分钟、380转/分钟、400转/分钟、460转/分钟和500转/分钟等，磨球的直径典型但非限制性地优选2毫米、2.2毫米、3毫米、3.5毫米、5毫米、6毫米、10毫米、12毫米、15毫米和20毫米等。在这些实施例中，可以实现对金属催化剂粉末和硅粉末的高能球磨，从而使得金属催化剂颗粒均匀分布在硅颗粒表面。可选地，在步骤(1)中，球磨时间为0.5-6小时，以使金属催化剂颗粒均匀地分布在硅颗粒表面。其中，球磨的时间典型但非限制性地优选0.5小时、1小时、2小时、2.8小时、3.5小时、4.6小时和6小时等。
可选地，在步骤(2)中，所述碳源与所述金属催化剂粉末的质量比为1::0.05～0.5，有助于将碳源进一步包覆表面分布有金属催化剂颗粒的硅颗粒，最终在金属催化剂颗粒的催化作用下将碳源高温碳化为碳纳米管，原位生成碳纳米管复合金属颗粒包覆硅颗粒的核壳结构(即硅碳负极活性材料)。
可选地，在步骤(2)中，可以采用球磨方式将碳源和表面分布有金属催化剂颗粒的硅颗粒混合，从而将碳源进一步包覆表面均匀分布有金属催化剂颗粒的硅颗粒。可选地，球磨的速度为100-500转/分钟，磨球的直径为2-20毫米，以达到高能球磨的效果，从而使碳源均匀地包覆表面分布有金属催化剂颗粒的硅颗粒。其中，球磨的速度典型但非限制性地优选120转/分钟、160转/分钟、210转/分钟、280转/分钟、340转/分钟、380转/分钟、415转/分钟、480转/分钟和500转/分钟等，磨球的直径典型但非限制性地优选2毫米、2.2毫米、3.2毫米、4毫米、5毫米、6.5毫米、11毫米、13毫米、15毫米和20毫米等。可选地，在步骤(2)中，球磨时间为0.5-6小时，以使碳源均匀的包覆表面均匀分布有金属催化剂颗粒的硅颗粒。其中，球磨的时间典型但非限制性地优选0.5小时、1.5小时、2小时、2.2小时、4小时、4.6小时和6小时等。在这些实施例中，可以实现对碳源和金属催化剂颗粒包覆硅颗粒的核壳结构的高能球磨。
可选地，在步骤(2)中，采用在异丙醇溶液中搅拌的方式，将碳源和所述金属催化剂颗粒分布于硅颗粒表面的产物混合，从而使碳源进一步包覆分布有金属催化剂颗粒的硅颗粒。
可选地，在步骤(3)中，所述碳源为三聚氰胺，在金属催化剂的催化作用下将三聚氰胺高温碳化为碳纳米管，由此得到一维线状碳纳米管复合点状金属颗粒的点线结合导电网络包覆硅颗粒的核壳结构。可选地，碳化的温度为650-2000℃，保温时间为0.5-10小时，以使碳源碳化为碳纳米管。其中，碳化的温度典型但非限制性地优选650℃、780℃、820℃、1000℃、1200℃、1350℃、1500℃、1800℃和2000℃等；保温时间典型但非限制性地优选0.5小时、0.8小时、1.2小时、3小时、5小时、8小时和10小时等。
本发明实施例还提供了一种硅碳负极活性材料，采用上述任一个实施例中所述的硅碳负极活性材料的制备方法制备得到，所述硅碳负极活性材料为碳纳米管复合金属颗粒包覆硅颗粒的核壳结构。如图2所示，硅颗粒的表面均匀地包覆有一维线状碳纳米管复合点状金属颗粒的点线结合导电网络，而且包覆层完整均匀。
本发明实施例还提供了一种硅碳负极材料，包括粘结剂、导电剂和上述实施例中所述的硅碳负极活性材料。其中，粘结剂、导电剂和硅碳负极活性材料的质量比典型但非限制性地优选1:1:7、1:1:8、1:1:9、1:0.5:8、2:1:8、1:1.5:8、1:1:10等。
本发明实施例还提供了一种锂离子电池，包括正极和负极，所述负极包括集流体(如金属箔)和涂布在所述集流体表面的上述任一个实施例中所述的硅碳负极材料。
可选地，所述锂离子电池的制备方法，包括：硅碳负极材料涂布在集流体(如：铜箔)上，115～120℃下烘干，裁剪成负极片，再与隔膜、正极(如：商业化三元正极材料，磷酸铁锂制成的正极)制成扣式电池或者软包电池，从而制作得到锂离子电池。
为了帮助理解本发明的方案，下面给出几个具体的硅碳负极活性材料的制备过程。
实施例1
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其按照如下步骤制备而成：
步骤(1)、称取0.5g的纳米镍粉末(平均粒径为100nm，纯度为99％)和1g的微米硅粉末(平均粒径为3μm)，在氩气气氛条件下，在50mL的不锈钢球磨罐中高能球磨，使纳米镍颗粒均匀分布于微米硅颗粒的表面。其中，球磨的速度为500转/分钟，磨球的直径为15毫米，球磨时间为2小时。
步骤(2)、取步骤(1)中得到的1.5g表面均匀分布有纳米镍颗粒的微米硅颗粒和1g的三聚氰胺，在氩气气氛条件下，在50mL的不锈钢球磨罐中高能球磨4小时，得到混合物料。其中，球磨的速度为400转/分钟，磨球的直径为6毫米，球磨时间为4小时。
步骤(3)、将混合物料放入管式炉中，并在氩气气氛中加热至650℃，保温4小时，原位生成碳纳米管复合纳米镍颗粒包覆微米硅颗粒的核壳结构(即硅碳负极活性材料)。
实施例2
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，纳米镍粉末的平均粒径为200nm。
实施例3
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，纳米镍粉末的平均粒径为800nm。
实施例4
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，微米硅粉末的平均粒径为10μm。
实施例5
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，微米硅粉末的平均粒径为5μm。
实施例6
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，称取0.1g的纳米镍粉末。
实施例7
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，称取1g的纳米镍粉末；在步骤(2)中加入2g的三聚氰胺。
实施例8
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，称取0.1g的纳米镍粉末，在步骤(2)中加入2g的三聚氰氨。
实施例9
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，称取0.8g的纳米镍粉末，在步骤(2)中加入2g的三聚氰氨。
实施例10
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，称取0.6g的纳米镍粉末，在步骤(2)中加入2g的三聚氰氨。
实施例11
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，称取0.4g的纳米镍粉末，在步骤(2)中加入2g的三聚氰氨。
实施例12
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，在步骤(1)中，称取0.3g的纳米镍粉末，在步骤(2)中加入2g的三聚氰氨。
实施例13
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，球磨的速度为200转/分钟，磨球的直径为8毫米，球磨时间为3小时。
实施例14
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(1)中，球磨的速度为300转/分钟，磨球的直径为10毫米，球磨时间为4小时。
实施例15
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(2)中，球磨的速度为250转/分钟，磨球的直径为12毫米，球磨时间为1小时。
实施例16本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(2)中，球磨的速度为460转/分钟，磨球的直径为5毫米，球磨时间为0.5小时。
实施例17
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(2)中，球磨的速度为150转/分钟，磨球的直径为2毫米，球磨时间为2.8小时。
实施例18
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(2)中，采用在异丙醇溶液中搅拌的方式，将碳源和表面分布有金属催化剂颗粒的硅颗粒混合，得到混合物料。
实施例19
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(3)中，加热至700℃，保温8小时。
实施例20
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(3)中，加热至1000℃，保温7小时。
实施例21
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(3)中，加热至1500℃，保温6小时。
实施例22
本实施例提供了一种硅碳负极活性材料的制备方法，其与实施例1的制备方法的不同之处在于：在步骤(3)中，加热至2000℃，保温4小时。
采用上述实施例中的任意一种方法都可以制备得到如图2所示的硅碳负极活性材料，从图中可以看出，硅颗粒的表面均匀地包覆有一维线状碳纳米管复合点状金属颗粒的点线结合导电网络，而且包覆层完整均匀。
由此可见，本发明实施例首先通过球磨的方式将金属催化剂粉末和硅粉末混合，得到表面均匀分布有金属催化剂颗粒的硅颗粒，然后将碳源与其均匀混合，最后在硅颗粒表面的金属催化剂颗粒的催化作用下将碳源高温碳化为碳纳米管，原位生成碳纳米管复合金属颗粒包覆硅颗粒的核壳结构(即硅碳负极活性材料)。而且先将金属催化剂颗粒均匀分布在硅颗粒的表面，再将碳源与其均匀混合，有利于在金属催化剂的催化作用下在硅颗粒的表面形成完整均匀的碳纳米管。硅颗粒的表面均匀地包覆有一维线状碳纳米管复合点状金属颗粒的点线结合导电网络，而且包覆层完整均匀。
因此，所述硅碳负极活性材料的制备方法采用在硅颗粒表面原位生成碳纳米管包覆层的方法，不仅制备过程简便，且可以获得较均匀的碳纳米管包覆层结构。由于一维线状碳纳米管复合点状金属颗粒的点线结合导电网络可以有效提升硅颗粒间的导电性，因此将采用本发明实施例提供的方法制备得到的硅碳负极活性材料作为锂离子电池负极材料进行应用，能够有效提升负极材料的循环稳定性和倍率性能。而且制备硅碳负极活性材料的工艺简单、设备要求低、制备成本低，因此便于工业化生产应用。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种硅碳负极活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)、将金属催化剂粉末和硅粉末混合，并在惰性气氛下球磨，得到表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒；其中，所述硅粉末的粒径为微米级；所述金属催化剂粉末与所述硅粉末的质量比为0.1～1:1；球磨的速度为100-500转/分钟，磨球的直径为2-20毫米；其中，所述金属催化剂粉末为镍系、钴系或者铁系催化剂粉末；
步骤(2)、将碳源和所述表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒混合，得到混合物料；所述碳源为三聚氰胺；
步骤(3)、在惰性气氛下将所述混合物料碳化，得到硅碳负极活性材料；其中，碳化的温度为650-2000℃，保温时间为0.5-10小时。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述金属催化剂粉末的粒径为纳米级。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述碳源与所述金属催化剂粉末的质量比为1:0.05～0.5。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，采用球磨方式，将碳源和所述表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒混合；或者，
采用在异丙醇溶液中搅拌的方式，将碳源和所述表面均匀分布金属催化剂颗粒的硅颗粒混合。
5.一种硅碳负极活性材料，其特征在于，采用如权利要求1-4中任一项所述的硅碳负极活性材料的制备方法制备得到，所述硅碳负极活性材料为碳纳米管复合金属颗粒包覆硅颗粒的核壳结构。
6.一种硅碳负极材料，其特征在于，包括：粘结剂、导电剂和如权利要求5所述的硅碳负极活性材料。
7.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极和负极，所述负极包括集流体和涂布在所述集流体表面的如权利要求6所述的硅碳负极材料。
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