CN113363479A - 一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用。该氧化亚硅负极材料由内到外依次包括氧化亚硅材料、第一碳包覆层和第二碳包覆层；所述第一碳包覆层由液相包覆或固相熔融包覆形成，第二碳包覆层由气相包覆形成，或者所述第一碳包覆层和第二碳包覆层分别由不同类型的气相碳源气相包覆形成；所述气相碳源为饱和烃或不饱和烃。本发明采用具有不同结构的两层碳材料包覆氧化亚硅，通过两层碳包覆层之间的相互配合和协同作用，能有效能提高电池的循环性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用。
背景技术
作为锂离子电池四大主材之一，负极材料的筛选与改进对整体电芯能量密度、功率密度及快充性能的发挥至关重要，目前商业化的负极材料仍然以石墨为主，但其低的理论容量(372mAh/g)已经无法满足日益增长的市场需求，人们急需寻找其他的高容量长循环的负极材料作为替代品，在这种情况下，硅基材料因为其高理论容量(4200mAh/g)、储量丰富、嵌锂电位低(＜0.5V)等优点而受到研究者的广泛关注，成为最有希望替代石墨材料的下一代负极材料；
纳米硅基材料因为其表面能较高，在制备及使用过程中极易发生团聚，且本身脱嵌锂过程中体积膨胀巨大(＞300％)，存在一定的技术瓶颈，且价格较高；因此，产业界更偏向于氧化亚硅基负极材料，因为其在特殊的界面团簇结构(包含纳米硅Si团簇、SiO2团簇以及介于两者之间的氧化亚硅界面)，在首次嵌锂过程中可以形成Li2SiO3、Li4SiO4及Li2Si2O5等硅锂酸盐，在后续的循环过程中充当惰性缓冲组分，缓解材料的体积膨胀，进而提升循环性能；虽然相对于纳米硅材料，氧化亚硅基材料优势明显，且在产业化的道路上进展更快，但是其自身的缺点仍然存在：1)导电性差；2)膨胀依然较大，长期循环过程中材料的粉化、失去电接触的风险仍然严重；3)首效低，首次嵌锂时，需要消耗30％以上的锂用于SEI及惰性组分的形成。针对这些问题，产业界和学术界已经进行了大量的研究，且取得了一定的突破，目前最行之有效的方法是对硅氧材料进行包覆和预锂来提升其综合性能。
包覆是提升氧化亚硅基材料最为关键的环节，碳包覆层可以提升氧化亚硅材料的导电性，可以缓冲循环过程中体积的膨胀，并且能够阻止硅基材料和电解液的直接接触，避免副反应的发生；氧化亚硅的包覆方式主要有固相包覆、液相包覆和气相CVD包覆，包覆方式的选择和包覆工艺的优化决定了硅基材料最终的性能体现。现有的技术方案中，硅氧材料的包覆方式众多，方法各异，但是对硅氧材料包覆的碳源缺乏系统的研究，对各种不同碳源的作用机理以及同种碳源在不同温度不同工艺等条件下的沉积效果没有深入的探究，因而没有发挥出各种碳源最佳的属性，多层的包覆探索又大多数集中在碳纳米管、导电聚合物、金属氧化物等方向的摸索(例如专利CN111342032A、CN111048769A、CN111082006A)，对常规的碳源之间的协同效应缺乏理论支撑，并没有将常规碳源的性能发挥到极致。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料及其制备方法和应用。本发明采用具有不同结构的两层碳材料包覆氧化亚硅，通过两层碳包覆层之间的相互配合和协同作用，能提高电池的循环性能。
本发明的具体技术方案为：
一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料，由内到外依次包括氧化亚硅材料、第一碳包覆层和第二碳包覆层；所述第一碳包覆层由液相包覆或固相熔融包覆形成，第二碳包覆层由气相包覆形成，或者所述第一碳包覆层和第二碳包覆层分别由不同类型的气相碳源气相包覆形成；所述气相碳源为饱和烃或不饱和烃。
本发明采用双层碳包覆，两个碳包覆层之间能发挥不同的作用，并相互配合起到协同效果，具体机制如下：
(1)当采用分别由不同类型的气相碳源气相包覆形成的第一碳包覆层和第二碳包覆层时：饱和烃沉积获得的碳包覆层具有类石墨烯的片层结构，通过片层之间的滑移能够缓解氧化亚硅的体积膨胀，并且，这种碳包覆层还具有竖直生长的毛绒结构，可以建立Li+迁移通道，有利于Li+的脱嵌，从而提高电池的电性能；不饱和烃裂解获得的碳包覆层具有表面光滑、杂质少的特点，因而能够减少副反应的发生。并且，发明人在实验过程中发现，通过以上方式形成的两层碳包覆层之间还能发挥1+1＞2的协同作用，进一步提高电池的循环性能等电性能。
(2)当采用分别由固相熔融包覆或液相包覆和气相包覆形成的第一碳包覆层和第二碳包覆层时，相较于气相包覆而言，固相熔融包覆和液相包覆成本较低，但形成的包覆层易出现完整性和均匀性差、杂质含量高的问题，而在固相熔融包覆或液相包覆后，再进行气相包覆，高温处理可以使固相熔融包覆或液相包覆时使用的碳源进一步裂解完全，并能使固相熔融包覆或液相包覆产生的杂质被气相包覆碳层包裹，防止其影响电池性能。通过以上方式，能降低负极材料生产成本，并有效提高电池的循环性能。
作为优选，所述饱和烃包括甲烷、乙烷中的一种或多种；所述不饱和烃包括乙炔、丙炔、乙烯、丙烯中的一种或多种。
作为优选，所述第一碳包覆层和第二碳包覆层的厚度分别为3-50nm和1-50nm。
进一步地，所述第一碳包覆层和第二碳包覆层的厚度分别为5-10nm和5-15nm。
作为优选，所述氧化亚硅材料为氧化亚硅。
作为优选，所述氧化亚硅材料的粒度为1-15μm。
进一步地，所述氧化亚硅材料的粒度为3-8μm。
作为优选，所述固相熔融包覆的碳源包括高温煤沥青、高温石油沥青、煤焦油、酚醛树脂、古马隆树脂、蔗糖、葡萄糖中的一种或多种。
作为优选，所述液相包覆的碳源包括高温煤沥青、高温石油沥青、煤焦油、酚醛树脂、古马隆树脂、蔗糖、葡萄糖中的一种或多种。
一种所述氧化亚硅负极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)通过液相包覆、固相熔融包覆或气相包覆在氧化亚硅材料表面进行碳包覆，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
(2)将步骤(1)获得的第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料放入气相沉积容器中，通入载气，升温后通入气相碳源，进行气相沉积，获得双层碳包覆的氧化亚硅负极材料。
作为优选，步骤(1)中，所述液相包覆的具体过程如下：将氧化亚硅材料、液相碳源和溶剂混合均匀后，干燥，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料。
作为优选，步骤(1)中，所述固相熔融包覆的具体方法如下：将氧化亚硅材料和固相碳源充分混合后，逐级升温至600-700℃后保温2-6h进行高温包覆，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料。
作为优选，步骤(1)中，所述气相包覆的具体方法如下：将氧化亚硅材料放入气相沉积容器中，通入载气，升温后通入气相碳源，进行气相沉积，获得双层碳包覆的氧化亚硅负极材料。
作为优选，步骤(1)和(2)中，所述气相沉积的温度为600-1000℃。
作为优选，步骤(1)和(2)中，所述载气为氮气、氩气、氦气中的一种或多种。
作为优选，固相熔融包覆中，所述固相碳源为石油沥青，所述逐级升温的具体过程如下：以4-6℃/min的速率升温至325-375℃，保温1-1.5h；再以1-3℃/min的速率升温至475-525℃，保温1-1.5h；最后以1-3℃/min的速率升温至675-725℃，保温1.5-2h。
本发明采用逐级升温的方式进行固相熔融包覆，并针对固相碳源的性质设计升温程序。在上述针对石油沥青的升温程序中，在第一阶段相对较低的温度下(325-375℃)，石油沥青粘性最低、流动性最佳，可以保证其包覆的均匀性和完整性，防止出现较大的团聚和结块；当石油沥青在氧化亚硅材料形成较为均匀的包覆层后，先升温至475-525℃，保温一段时间后再升温至至675-725℃，能使石油沥青逐步裂解，在氧化亚硅外形成均匀、完整的碳包覆层。
作为优选，固相熔融包覆中，所述高温包覆在惰性气体保护下进行。
一种锂离子电池负极，包括所述的氧化亚硅负极材料。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)采用具有不同结构的两层碳材料包覆氧化亚硅，通过两层碳包覆层之间的相互配合和协同作用，能提高电池的电性能；
(2)在通过固相熔融包覆形成第一碳包覆层的过程中，采用逐级升温法，能够提高固相熔融包覆的均匀性和完整性，从而提高电池的电性能。
附图说明
图1为实施例1制得的氧化亚硅负极材料的SEM图；
图2为采用实施例1氧化亚硅负极材料的纽扣电池的首次充放电曲线图；
图3为采用实施例1、对比例1、对比例2氧化亚硅负极材料的小软包电池的常温循环性能图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料，由内到外依次包括氧化亚硅材料、第一碳包覆层和第二碳包覆层。所述第一碳包覆层由液相包覆或固相熔融包覆形成，第二碳包覆层由气相包覆形成，或者所述第一碳包覆层和第二碳包覆层分别由不同类型的气相碳源气相包覆形成。所述气相碳源为饱和烃或不饱和烃；所述固相熔融包覆的碳源包括高温煤沥青、高温石油沥青、煤焦油、酚醛树脂、古马隆树脂、蔗糖、葡萄糖中的一种或多种；所述液相包覆的碳源包括高温煤沥青、高温石油沥青、煤焦油、酚醛树脂、古马隆树脂、蔗糖、葡萄糖中的一种或多种。所述第一碳包覆层和第二碳包覆层的厚度分别为3-50nm和1-50nm，优选分别为5-10nm和5-15nm；所述氧化亚硅材料的粒度为1-15μm，优选为3-8μm。
一种所述氧化亚硅负极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)通过液相包覆、固相熔融包覆或气相包覆在氧化亚硅材料表面进行碳包覆，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
所述液相包覆的具体过程如下：将氧化亚硅材料、液相碳源和溶剂混合均匀后，干燥，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
所述固相熔融包覆的具体方法如下：将氧化亚硅材料和固相碳源充分混合后，逐级升温至600-700℃后保温2-6h进行高温包覆，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
所述气相包覆的具体方法如下：将氧化亚硅材料放入气相沉积容器中，通入载气，升温后通入气相碳源，在600-1000℃下进行气相沉积，获得双层碳包覆的氧化亚硅负极材料；
(2)将步骤(1)获得的第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料放入气相沉积容器中，通入载气，升温后通入气相碳源，在600-1000℃下进行气相沉积，获得双层碳包覆的氧化亚硅负极材料。
实施例1
一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料，由内到外依次包括氧化亚硅材料、第一碳包覆层和第二碳包覆层。所述氧化亚硅材料的平均粒度为5μm；所述第一碳包覆层由乙炔气相包覆形成，平均厚度为10nm；所述第二碳包覆层由甲烷气相包覆形成，平均厚度为15nm。
一种所述氧化亚硅负极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)乙炔气相包覆：称取3kg平均粒度为5μm的氧化亚硅粉末，加入CVD化学气相沉积炉中，通入N2作为载气，以5℃/min的速率升温至600℃后，通入乙炔气体，所述乙炔气体与载气的流速比为1:3，继续升温至850℃并保温2h进行气相沉积，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
(2)甲烷气相包覆：停止通入乙炔气体后，通入甲烷气体，所述甲烷气体与载气的流速比为1:1，并继续升温至950℃，保温4h进行气相沉积；停止通入甲烷气体，自然冷却至室温，获得双层碳包覆的氧化亚硅负极材料。
对本实施例制得的氧化亚硅负极材料置于电子显微镜下观察，结果见图1。从图1可以看出，氧化亚硅负极材料表面具有片层结构和竖直生长的毛绒结构。
实施例2
一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料，由内到外依次包括氧化亚硅材料、第一碳包覆层和第二碳包覆层。所述氧化亚硅材料的平均粒度为8μm；所述第一碳包覆层由石油沥青固相熔融包覆形成，平均厚度为12nm；所述第二碳包覆层由乙烯气相包覆形成，平均厚度为6nm。
一种所述氧化亚硅负极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)石油沥青固相熔融包覆：称取3kg平均粒度8μm的氧化亚硅粉末和0.15kg平均粒度为3μm、软化点为250-300℃、残碳值为60％左右的石油沥青，加入VC高速混料机中，在转速1200rpm下混合30min；然后将混合好的粉末加入VC加热包覆机中，设置程序升温，先以5℃/min的速率升温至350℃保温1h，再以2℃/min的速率升温至500℃保温1h，最后以2℃/min的速率升温至700℃保温2h，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
(2)乙烯气相包覆：将步骤(1)获得的第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料放入CVD化学气相沉积炉中，通入N2作为载气，以5℃/min的速率升温至600℃后，通入乙烯气体，所述乙烯气体与载气的流速比为1:2，继续升温至900℃并保温3h进行气相沉积；停止通入乙烯气体，自然冷却至室温，获得双层碳包覆的氧化亚硅负极材料。
实施例3
一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料，由内到外依次包括氧化亚硅材料、第一碳包覆层和第二碳包覆层。所述氧化亚硅材料的平均粒度为5μm；所述第一碳包覆层由甲烷气相包覆形成，平均厚度为8nm；所述第二碳包覆层由乙炔气相包覆形成，平均厚度为8nm。
一种所述氧化亚硅负极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)甲烷气相包覆：称取3kg平均粒度为5μm的氧化亚硅粉末，加入CVD化学气相沉积炉中，通入N2作为载气，以5℃/min的速率升温至600℃后，通入甲烷气体，所述甲烷气体与载气的流速比为1:1，继续升温至900℃并保温5h进行气相沉积，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
(2)乙炔气相包覆：将步骤(1)获得的第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料放入CVD化学气相沉积炉中，通入N2作为载气，以5℃/min的速率升温至650℃后，通入乙炔气体，所述乙炔气体与载气的流速比为1:3，保温4h进行气相沉积；停止通入乙炔气体，自然冷却至室温，获得双层碳包覆的氧化亚硅负极材料。
实施例4
一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料，由内到外依次包括氧化亚硅材料、第一碳包覆层和第二碳包覆层。所述氧化亚硅材料的平均粒度为6μm，所述第一碳包覆层由石油沥青液相包覆形成，平均厚度为10μm；所述第二包覆层由甲烷气相包覆形成，平均厚度10μm。
一种所述氧化亚硅负极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)石油沥青液相包覆：称取3kg平均粒度6μm的氧化亚硅粉末和0.15kg平均粒度3μm的石油沥青，加入甲基吡咯烷酮溶剂中，高速搅拌4h后抽滤干燥，将干燥后的粉末置于气氛炉中，以5℃/min升温至750℃并保温2h，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
(2)甲烷气相包覆：将步骤(1)获得的第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料放入CVD化学气相沉积炉中，通入甲烷气体，所述甲烷气体与载气的流速比为1:1，升温至900℃，保温4h进行气相沉积；停止通入甲烷气体，自然冷却至室温，获得双层碳包覆的氧化亚硅负极材料。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中，在850℃下保温的时间为5h，且不进行步骤(2)的甲烷气相包覆，其余制备过程均与实施例1相同。最终获得的氧化亚硅负极材料由内到外依次包括氧化亚硅材料，以及由乙炔气相包覆形成、平均厚度为25nm左右的碳包覆层。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于，不进行步骤(1)的乙炔气相包覆，直接进行步骤(2)的包覆，且保温时间为10h，其余制备过程均与实施例1相同。最终获得的氧化亚硅负极材料由内到外依次包括氧化亚硅材料，以及由甲烷气相包覆形成、平均厚度为25nm左右的碳包覆层。
对比例3
本对比例与实施例2的不同之处在于，步骤(1)中，石油沥青的加入量为0.25kg，且不进行步骤(2)的乙烯气相包覆，其余制备过程均与实施例2相同。最终获得的氧化亚硅负极材料由内到外依次包括氧化亚硅材料，以及由石油沥青固相熔融包覆形成、平均厚度为18nm左右的碳包覆层。
对比例4
本对比例与实施例2的不同之处在于，不进行步骤(1)的石油沥青固相熔融包覆，直接进行步骤(2)的乙烯气相包覆，且保温时间为8h，其余制备过程均与实施例2相同。最终获得的氧化亚硅负极材料由内到外依次包括氧化亚硅材料，以及由乙烯气相包覆形成、平均厚度为18nm的碳包覆层。
对比例5
本对比例与实施例4的不同之处在于，步骤(1)中，石油沥青的加入量为0.25kg，且不进行步骤(2)的甲烷气相包覆，其余制备过程均与实施例4相同。最终获得的氧化亚硅负极材料由内到外依次包括氧化亚硅材料，以及由石油沥青液相包覆形成、平均厚度为20nm左右的碳包覆层。
对比例6
本对比例与实施例4的不同之处在于，不进行步骤(1)的石油沥青液相包覆，直接进行步骤(2)的甲烷气相包覆，且保温时间为9h，其余制备过程均与实施例4相同。最终获得的氧化亚硅负极材料由内到外依次包括氧化亚硅材料，以及由甲烷气相包覆形成、平均厚度为20nm的碳包覆层。
对比例7
本对比例与实施例2的不同之处在于，步骤(1)中，将混合好的粉末加入VC加热包覆机中，设置程序升温，先以5℃/min的速率升温至350℃保温1h，再以2℃/min的速率升温至700℃保温3h，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料，其余制备过程均与实施例2相同。
应用例1
将实施例1-4及对比例1-6制得的氧化亚硅负极材料分别制备成型号2032纽扣电池，具体步骤如下：将氧化亚硅负极材料、导电剂SP、导电剂VGCF、粘结剂LA136按照75:5:10:10的质量比混合，以水为溶剂制成负极浆料；将负极浆料涂布在铜箔上，并以锂片为对电极，Celgard 2400微孔聚丙烯膜为隔膜，制成纽扣电池。
应用例2
将实施例1-4及对比例1-6制得的氧化亚硅负极材料分别制备成小软包电池，具体步骤如下：将氧化亚硅负极材料与商用人造石墨混合成420mAh/g容量的活性材料，将活性材料、粘结剂和导电剂的比例以95.5％:4％:0.5％的质量比进行分散制浆，经涂布、碾压、分切等电芯制备工序，并搭配NCM811正极，制成小软包电池。
测试例1
对应用例1中制得的纽扣电池进行充放电循环，充放电条件如下：充放电截止电压为0.005-1.5V，放电倍率为先以0.1C放至0.005V，再以0.02C放至0.005V，使其放电充分，充电倍率为0.1C充电至1.5V，检测纽扣电池的可逆容量、首次效率，结果见表1，实施例1纽扣电池的首次充放电曲线见图2。
表1
| 材料 | 可逆容量(mAh/g) | 首次效率(％) |
| 实施例1 | 1620.6 | 76.73 |
| 实施例2 | 1644.9 | 76.05 |
| 实施例3 | 1623.5 | 75.83 |
| 实施例4 | 1646.8 | 76.12 |
| 对比例1 | 1532.2 | 75.76 |
| 对比例2 | 1569.7 | 75.33 |
| 对比例3 | 1553.9 | 75.47 |
| 对比例4 | 1577.3 | 75.68 |
| 对比例5 | 1581.3 | 76.02 |
| 对比例6 | 1579.0 | 75.58 |
| 对比例7 | 1547.6 | 75.47 |
测试例2
对应用例2中制得的小软包电池进行充放电循环，充放电条件如下：充放电截止电压为2.75-4.2V，循环过程中充放电倍率均为1C；在循环600次后检测小软包电池的容量保持率，结果见表2；图3为循环不同次数后，实施例1、对比例1和对比例2小软包电池的容量保持率。
表2
结论和分析
从表1、表2、图3可以看出：
(1)相较于对比例1和对比例2而言，采用实施例1氧化亚硅负极材料的软包电池具有较高的容量保持率；相较于对比例3和对比例4而言，采用实施例2氧化亚硅负极材料的软包电池具有较高的容量保持率；相较于对比例5和对比例6而言，采用实施例4氧化亚硅负极材料的软包电池具有较高的容量保持率。说明在采用本发明的方法获得的双层碳包覆氧化亚硅负极材料中，两层碳包覆层之间能发挥协同作用，提高电池的循环性能。
(2)相较于迪比利7而言，采用实施例2氧化亚硅负极材料的软包电池具有较高的可逆容量和容量保持率。说明采用本发明的逐级升温法进行固相熔融包覆，能够有效提高电池的循环性能和可逆容量。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种双层碳包覆的氧化亚硅负极材料，其特征在于，由内到外依次包括氧化亚硅材料、第一碳包覆层和第二碳包覆层；所述第一碳包覆层由液相包覆或固相熔融包覆形成，第二碳包覆层由气相包覆形成，或者所述第一碳包覆层和第二碳包覆层分别由不同类型的气相碳源气相包覆形成；所述气相碳源为饱和烃或不饱和烃。
2.如权利要求1所述的氧化亚硅负极材料，其特征在于，所述第一碳包覆层和第二碳包覆层的厚度分别为3-50nm和1-50nm。
3.如权利要求1所述的氧化亚硅负极材料，其特征在于，所述氧化亚硅材料的粒度为1-15μm。
4.如权利要求1所述的氧化亚硅负极材料，其特征在于，所述固相熔融包覆的碳源包括高温煤沥青、高温石油沥青、煤焦油、酚醛树脂、古马隆树脂、蔗糖、葡萄糖中的一种或多种；所述液相包覆的碳源包括高温煤沥青、高温石油沥青、煤焦油、酚醛树脂、古马隆树脂、蔗糖、葡萄糖中的一种或多种。
5.一种如权利要求1-4之一所述氧化亚硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）通过液相包覆、固相熔融包覆或气相包覆在氧化亚硅材料表面进行碳包覆，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
（2）将步骤（1）获得的第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料放入气相沉积容器中，通入载气，升温后通入气相碳源，进行气相沉积，获得双层碳包覆的氧化亚硅负极材料。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中：
所述液相包覆的具体过程如下：将氧化亚硅材料、液相碳源和溶剂混合均匀后，干燥，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
所述固相熔融包覆的具体方法如下：将氧化亚硅材料和固相碳源充分混合后，逐级升温至600-700℃后保温2-6h进行高温包覆，获得第一碳包覆层包覆的氧化亚硅材料；
所述气相包覆的具体方法如下：将氧化亚硅材料放入气相沉积容器中，通入载气，升温后通入气相碳源，进行气相沉积，获得双层碳包覆的氧化亚硅负极材料。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）和（2）中，所述气相沉积的温度为600-1000℃。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，固相熔融包覆中，所述固相碳源为石油沥青，所述逐级升温的具体过程如下：以4-6℃/min的速率升温至325-375℃，保温1-1.5h；再以1-3℃/min的速率升温至475-525℃，保温1-1.5h；最后以1-3℃/min的速率升温至675-725℃，保温1.5-2h。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，固相熔融包覆中，所述高温包覆在惰性气体保护下进行。
10.一种锂离子电池负极，其特征在于，包括如权利要求1-4之一所述的氧化亚硅负极材料。
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2021
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