CN113555524B - 一种锂离子电池负极及其制备方法和锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种锂离子电池负极及其制备方法和锂离子电池。本发明的一种锂离子电池负极包括负极片基材以及设置于所述负极片基材至少一侧表面的锂层；所述的负极片基材包括负极片集流体以及设置于所述负极片集流体至少一侧表面的负极材料层；所述负极材料层由包括导电剂、含有第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的原料制备得到；表面修饰第一官能团包括氨基和/或羟基；所述第二官能团包括羧基。本发明的锂离子电池负极可有效抑制电池循环过程中的膨胀问题，改善锂离子电池的首次库伦效率，显著提升锂离子电池的循环性能。

Description

一种锂离子电池负极及其制备方法和锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种锂离子电池负极及其制备方法和锂离子电池。
背景技术
锂离子电池因其能量密度高、使用寿命长等特点逐渐占据了电动汽车的主流市场，电动汽车的快速发展对锂离子电池的能量密度提出了越来越高的要求。由于商用石墨负极材料理论克容量较低，影响锂离子电池能量密度的提升，因此采用掺杂克容量更高的硅基、锡基等负极材料，但这类材料受限于自身电化学反应机理，不可逆容量较高，首次库伦效率较低，进而影响正极材料克容量发挥。
而掺杂硅基等材料不可避免的会因为膨胀问题导致负极片的反弹大，颗粒间接触差，进而导致电池性能的衰减，同时为解决负极材料首次库伦效率低的问题，通常采用负极预锂技术来弥补不可逆容量的损失，目前负极预锂主要是使用锂箔或锂粉进行预锂来达到改善首效的目的，然而锂箔及锂粉存在造价高、制备困难等缺点，且锂粉的制备存在较大的危险性与不可控性；锂箔预锂对环境的要求苛刻、预锂不均匀、生产效率和利用率低等，导致生产成本提高，不利于实现大规模生产。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种锂离子电池负极，可有效抑制电池循环过程中的膨胀问题，具有优异的首次库伦效率，提升锂离子电池的循环性能。
本发明的另一个目的在于提供一种锂离子电池负极的制备方法，简单易行，可控性好，安全度高。
本发明的另一个目的在于提供一种锂离子电池，具有较高的首效，优异的循环性能，使用寿命较长。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种锂离子电池负极，包括负极片基材以及设置于所述负极片基材至少一侧表面的锂层；
所述的负极片基材包括负极片集流体以及设置于所述负极片集流体至少一侧表面的负极材料层；所述负极材料层由包括导电剂、表面修饰第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的原料制备得到；
所述第一官能团包括氨基和/或羟基；
所述第二官能团包括羧基。
优选地，所述导电剂、含有第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的质量比为(0.5～1.5)：(95～97)：(2～4)。
优选地，所述硅基材料包括硅碳复合材料、硅的氧化物和硅单质中的至少一种；
优选地，所述硅碳复合材料中，以质量百分比计，碳材料为0.5％～10％，硅材料为90％～99.5％；
优选地，所述硅材料包括氧化亚硅和二氧化硅中的至少一种；
优选地，所述碳材料包括天然石墨、人造石墨、硬碳和软碳中的至少一种；
优选地，所述人造石墨包括一次颗粒石墨和/或二次颗粒石墨。
优选地，所述含有第一官能团的硅基材料的制备方法，包括以下步骤：
将硅基材料与氧化剂或含有第一官能团的溶液混合并进行反应。
优选地，所述氧化剂包括过氧化氢和硫酸的混合液；
优选地，所述过氧化氢和所述硫酸的质量比为(1～4)：(1～3)；
优选地，所述含有第一官能团的溶液包括3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液；
优选地，向所述硅基材料的溶液中滴加所述含有第一官能团的溶液，滴加的速度为4.5～5.5mL/h，反应时间为11～13h；
优选地，所述硅基材料的溶液的pH为2.8～3.2。
优选地，所述含有第二官能团的粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
将第一聚合体系与单体C进行混合并反应；
所述第一聚合体系为单体A和单体B形成的聚合体系；所述单体A为苯乙烯，所述单体B为丁二烯和/或丙烯腈类单体；
所述单体C为含有乙烯基碳酸乙烯酯基团的单体、含有异丙酸基团的单体和含有2-腈基乙酸基团的单体中的至少一种；
优选地，所述单体C的添加量为所述第一聚合体系质量的30％～60％。
优选地，所述的锂层的厚度为5nm～5μm；
优选地，所述的锂层是通过蒸镀的方式获得；
优选地，所述蒸镀的过程中，锂源的蒸发速率为
Figure BDA0003196692060000031
优选地，所述蒸镀的过程中，真空度为10-5～10-3Pa；
优选地，所述蒸镀的过程中，露点不大于-40℃。
如上所述的锂离子电池负极的制备方法，包括以下步骤：
将负极浆料涂覆于所述负极片集流体表面并进行干燥，得到负极片基体；再通过蒸镀的方式，将锂源以锂原子的形式沉积在所述负极片基体的表面，形成锂层；
所述负极浆料包括所述导电剂、所述含有第一官能团的硅基材料、所述含有第二官能团的粘结剂与溶剂。
一种锂离子电池，包括正极和如上所述的锂离子电池负极。
优选地，所述正极包括磷酸铁锂正极、镍钴锰三元正极和无钴正极中的至少一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的锂离子电池负极，可有效抑制电池循环过程中的膨胀问题，具有优异的首次库伦效率，提升锂离子电池的循环性能。
(2)本发明的锂离子电池负极的制备方法，简单易行，可控性好，安全度高。
(3)本发明的锂离子电池具有较高的首效，优异的循环性能，使用寿命较长。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
根据本发明的一个方面本发明涉及一种锂离子电池负极，包括负极片基材以及设置于所述负极片基材至少一侧表面的锂层；
所述的负极片基材包括负极片集流体以及设置于所述负极片集流体至少一侧表面的负极材料层；所述负极材料层由包括导电剂、表面修饰第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的原料制备得到；
所述第一官能团包括氨基和/或羟基；
所述第二官能团包括羧基。
当表面修饰有羟基的硅基材料和含有羧基的粘结剂配合使用制备负极片时，由于羟基和羧基发生酯化反应，生成稳定性更高的酯基，在电池循环过程中，即使发生膨胀，颗粒间的接触也不至于太差。
当表面修饰有氨基的硅基材料和含有羧基的粘结剂配合使用制备负极片时，由于氨基和羧基发生缩合反应(取代反应)，生成更为稳定的肽键，更有利于减小膨胀对电池性能的影响。
本发明通过含有氨基和/或羟基的硅基负极材料和含有羧基的粘结剂配合，可有效抑制电池循环过程中的膨胀问题，同时结合预理化处理，有效地改善电池的首次库伦效率和不可逆容量，大大提升电池的循环性能。
优选地，所述负极片基材两侧表面设置锂层。
优选地，所述负极片集流体两侧表面的负极材料层。
本发明中的负极片集流体包括铜箔，厚度为11～13μm。
本发明中负极中的导电剂包括导电炭黑(Super-P)。
优选地，所述导电剂、含有第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的质量比为(0.5～1.5)：(95～97)：(2～4)。
在一种实施方式中，所述导电剂、含有第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的质量比还可以选择0.5:95:2、0.6:95.5:2.5、1:96:3、1:96.5:2.5或1.5:97:4。
本发明优化导电剂、含有第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的质量比，通过各组分的协调配合作用，这样更有利于抑制电池循环过程的膨胀问题。
优选地，所述硅基材料包括硅碳复合材料、硅的氧化物和硅单质中的至少一种。
优选地，硅的氧化物包括氧化亚硅和/或二氧化硅。
优选地，所述硅碳复合材料中，以质量百分比计，碳材料为0.5％～10％，硅材料为90％～99.5％。
本发明硅碳复合材料中，以质量百分比计，碳材料为0.5％～10％，还可以选择1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％。
本发明硅碳复合材料中，以质量百分比计，硅材料为90％～99.5％，还可以选择91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％。
优选地，所述硅材料包括氧化亚硅和二氧化硅中的至少一种。
优选地，所述碳材料包括天然石墨、人造石墨、硬碳和软碳中的至少一种。
优选地，所述人造石墨包括一次颗粒石墨和/或二次颗粒石墨。
优选地，所述含有第一官能团的硅基材料的制备方法，包括以下步骤：
将硅基材料与氧化剂或含有第一官能团的溶液混合并进行反应。
优选地，所述氧化剂包括过氧化氢和硫酸的混合液。
优选地，所述过氧化氢和所述硫酸的质量比为(1～4)：(1～3)。
在一种实施方式中，所述氧化氢和所述硫酸的质量比还可以选择1:1、1:2、1:3、2:1、2:3、3:1、3:2、4:1或4:3。
优选地，所述含有第一官能团的溶液包括3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液。
优选地，向所述硅基材料的溶液中滴加所述含有第一官能团的溶液，滴加的速度为4.5～5.5mL/h，反应时间为11～13h。
优选地，所述硅基材料的溶液的pH为2.8～3.2。
在一种实施方式中，室温下，将硅基材料在酸性环境中(pH＝3)通过蠕动泵缓慢滴加3-氨丙基三甲氧基硅烷反应来引入氨基。
在一种实施方式中，将硅基材料与过氧化氢反应，然后置于酸性环境中充分反应。
优选地，所述含有第二官能团的粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
将第一聚合体系与单体C进行混合并反应；
所述第一聚合体系为单体A和单体B形成的聚合体系；所述单体A为苯乙烯，所述单体B为丁二烯和/或丙烯腈类单体；
所述单体C为含有乙烯基碳酸乙烯酯基团的单体、含有异丙酸基团的单体和含有2-腈基乙酸基团的单体中的至少一种。
优选地，所述单体C的添加量为所述第一聚合体系质量的30％～60％。
在一种实施方式中，所述单体C的添加量为所述第一聚合体系质量的30％～60％，还可以选择32％、35％、37％、40％、42％、45％、47％、50％、52％、55％、57％或59％。
优选地，所述的锂层的厚度为5nm～5μm。
在一种实施方式中，所述的锂层的厚度为5nm～5μm，还可以选择5nm、10nm、50nm、100nm、300nm、500nm、800nm、1μm、1.2μm、1.5μm、1.7μm、2μm、2.2μm、2.5μm、2.7μm、3μm、3.2μm、3.5μm、3.7μm、4μm、4.2μm、4.5μm、4.7μm或5μm。
优选地，所述的锂层是通过蒸镀的方式获得。
本发明通过设置适宜厚度的锂层，进而更好的改善电池的首次库伦效率。
优选地，所述蒸镀的过程中，锂源的蒸发速率为
Figure BDA0003196692060000081
在一种实施方式中，蒸镀的过程中的锂源的蒸发速率为
Figure BDA0003196692060000082
还可以选择
Figure BDA0003196692060000083
Figure BDA0003196692060000084
或
Figure BDA0003196692060000085
优选地，所述蒸镀的过程中，真空度为10-5～10-3Pa。
在一种实施方式中，蒸镀的过程中的真空度为10-3-10-5Pa，还可以选择2×10-5、3×10-5、4×10-5、5×10-5、6×10-5、7×10-5、8×10-5、9×10-5、10-4、2×10-4、3×10-4、4×10-4、5×10-4、6×10-4、7×10-4、8×10-4或9×10-4。
优选地，所述蒸镀的过程中，露点不大于-40℃。
本发明通过上述适宜的蒸发速率、真空度等条件的配合进行负极的蒸镀预锂处理，可有效地改善锂箔预锂的不均匀性，可控性好、安全性高，同时该工艺简单，有利于实现大规模生产，同时在以三元、无钴、LFP(磷酸铁锂)等为正极，预锂化负极的电池中，有效改善电池首次库伦效率以及不可逆容量，提升电池的循环性能。
根据本发明的另一个方面，本发明还涉及所述的锂离子电池负极的制备方法，包括以下步骤：
将负极浆料涂覆于所述负极片集流体表面并进行干燥，得到负极片基体；再通过蒸镀的方式，将锂源以锂原子的形式沉积在所述负极片基体的表面，形成锂层；
所述负极浆料包括所述导电剂、所述含有第一官能团的硅基材料、所述含有第二官能团的粘结剂与溶剂。
本发明的方法简单易行，可有效抑制电池膨胀问题，提高电池的循环性能。
根据本发明的另一个方面，本发明还涉及一种锂离子电池，包括正极和如上所述的锂离子电池负极。
优选地，所述正极包括磷酸铁锂正极、镍钴锰三元正极和无钴正极中的至少一种。
本发明中的无钴正极包括Ni75无钴正极材料、Ni55无钴正极材料。其中，Ni75无钴正极材料的化学式为：LiNi0.75Mn0.25O2；Ni55无钴正极材料的化学式为：LiNi0.55Mn0.45O2。
优选地，本发明的正极包括正极片集流体以及设置于所述正极片集流体表面的正极材料层；所述正极材料层由正极磷酸铁锂活性材料、导电剂1、导电剂2和粘结剂制备得到。
所述导电剂1为Super-P。所述导电剂2为LB156-42。所述粘结剂包括HSV900。
优选地，所述正极磷酸铁锂活性材料、导电剂1、导电剂2和粘结剂的质量比为(95～98)：(0.8～1.5)：(0.3～1)：(1～3)。
本发明中锂离子电池采用的隔膜包括聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜和陶瓷隔膜中的至少一种。所述陶瓷隔膜包括基材以及涂覆于所述基材两个侧面的陶瓷层组成，所述基材为聚乙烯隔膜和/或聚丙烯隔膜，所述基材的厚度为9μm，陶瓷层的厚度为1μm。
本发明锂离子电池采用的电解液包括LF1R036。
本发明中的LF1R036由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)以及1M六氟磷酸锂(LiPF6)组成；其中，EC、DMC和EMC的质量比为(10～30)：(10～20)：(50～80)。EC、DMC和EMC的质量比还可以选择10:10:80、20:15:65或30:20:50。本发明实施例中的电解液可采用EC、DMC和EMC的质量比为20:15:65，含有1M LiPF6的电解液。
下面将结合具体的实施例和对比例对本发明作进一步地解释说明。
实施例1
一种锂离子电池的制备方法，包括以下步骤；
(a)锂离子电池负极的制备
将硅碳复合材料、导电剂Super-P和含有羧基的粘结剂按照质量比为96：1：3混合并加入到溶剂NMP中，充分搅拌得到负极混合浆料，之后把混合浆料均匀涂覆到6μm铜箔上，经过干燥、压实、裁片得到负极片基材；硅碳复合材料由质量比为98:2的石墨和含有羟基的硅纳米颗粒组成；
其中，含有羟基的硅纳米颗粒由以下方法制备得到：室温下，将硅纳米颗粒置于过氧化氢和硫酸的混合液中充分反应；得到含有羟基的硅纳米颗粒；过氧化氢和硫酸的质量比为2:1；
含有羧基的粘结剂由以下方法制得：室温下，在苯乙烯和丁二烯的聚合体系中加入乙烯基碳酸乙烯酯进行反应，乙烯基碳酸乙烯酯的添加量为苯乙烯和丁二烯的聚合体系的质量的50％，反应结束进行稀释，再调节pH至中性，得到含有羧基的粘结剂；
在露点不大于-40℃的干燥环境中，将所得到的负极片固定在蒸镀基板材并放置在真空蒸镀设备中，将装有锂金属的钨舟放置于蒸发源，抽真空达到5×10-4Pa，通过调节电流控制蒸镀速率为
Figure BDA0003196692060000101
保持蒸发速率稳定，直至蒸镀厚度为1.5μm停止蒸镀，待加热温度降至室温将其取出，得到负极片；
(b)锂离子电池正极的制备
将正极磷酸铁锂活性材料、导电剂Super-P、导电剂LB156-42、粘结剂HSV900按照质量比为96：1：1：2混合并加入到溶剂NMP中，充分搅拌得到正极混合浆料，之后把负极混合浆料均匀涂覆到12μm铜箔上，经过干燥、压实、裁片得到正极片；
(c)锂离子电池的制备
将上述得到的负极片、正极片与隔膜进行叠片，封壳，注入电解液，再进行预充化成。
实施例2
一种锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
(a)锂离子电池负极的制备
将硅碳复合材料、导电剂Super-P和含有羧基的粘结剂按照质量比为96：1：3混合并加入到溶剂NMP中，充分搅拌得到负极混合浆料，之后把负极混合浆料均匀涂覆到6μm铜箔上，经过干燥、压实、裁片得到所需负极片基材；其中，硅碳复合材料是由质量比为85:15的石墨和含有氨基的二氧化硅组成；
其中，含有氨基的二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：室温下，向纳米硅颗粒的酸性溶液中(pH＝3)通过蠕动泵缓慢滴加3-氨丙基三甲氧基硅烷，滴加的速度为5mL/h，滴加后反应12h；得到含有氨基的二氧化硅；
含有羧基的粘结剂的制备方法实施例1；
在露点不大于-40℃的干燥环境中，将所得到的负极片基材固定在蒸镀基板材并放置在真空蒸镀设备中，将装有锂金属的钨舟放置于蒸发源，抽真空达到5×10-4Pa，通过调节电流控制蒸镀速率为
Figure BDA0003196692060000121
保持蒸发速率稳定，直至蒸镀厚度为1.5μm停止蒸镀，待加热温度降至室温将其取出，得到负极片；
(b)锂离子电池正极的制备
将正极磷酸铁锂活性材料、导电剂Super-P、导电剂LB156-42、粘结剂HSV900按照质量比为96：1：1：2混合并加入到溶剂NMP中，充分搅拌得到正极混合浆料，之后把负极混合浆料均匀涂覆到12μm铜箔上，经过干燥、压实、裁片得到正极片；
(c)锂离子电池的制备
将上述得到的负极片、正极片与隔膜进行叠片，封壳，注入电解液，再进行预充化成。
实施例3
一种锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
(a)锂离子电池负极的制备
将含有氨基的硅碳复合材料、导电剂Super-P和含有羧基的粘结剂按照质量比为96：1：3混合并加入到溶剂NMP中，充分搅拌得到负极混合浆料，之后把负极混合浆料均匀涂覆到6μm铜箔上，经过干燥、压实、裁片得到所需负极片基材；
其中，含有氨基的硅碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：室温下，向硅碳复合基材的酸性溶液中通过蠕动泵缓慢滴加3-氨丙基三甲氧基硅烷，滴加的速度为5mL/h，滴加后反应12h；所述硅碳复基材由质量比为9:1的碳材料和硅材料制得，硅材料为氧化亚硅，碳材料为硬碳；
含有羧基的粘结剂的制备方法实施例1；
在露点不大于-40℃的干燥环境中，将所得到的负极片基材固定在蒸镀基板材并放置在真空蒸镀设备中，将装有锂金属的钨舟放置于蒸发源，抽真空达到5×10-4Pa，通过调节电流控制蒸镀速率为
Figure BDA0003196692060000131
保持蒸发速率稳定，直至蒸镀厚度为1.5μm停止蒸镀，待加热温度降至室温将其取出，得到负极片；
(b)锂离子电池正极的制备
将正极磷酸铁锂活性材料、导电剂Super-P、导电剂LB156-42、粘结剂HSV900按照质量比为96：1：1：2混合并加入到溶剂NMP中，充分搅拌得到正极混合浆料，之后把负极混合浆料均匀涂覆到12μm铜箔上，经过干燥、压实、裁片得到正极片；
(c)锂离子电池的制备
将上述得到的负极片、正极片与隔膜进行叠片，封壳，注入电解液，再进行预充化成。
实施例4
一种锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
(a)锂离子电池负极的制备
将含有羟基的硅碳复合材料、导电剂Super-P和含有羧基的粘结剂按照质量比为96：1：3混合并加入到溶剂NMP中，充分搅拌得到负极混合浆料，之后把负极混合浆料均匀涂覆到6μm铜箔上，经过干燥、压实、裁片得到所需负极片基材；
其中，含有羟基的硅碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：室温下，将硅碳复合基材置于含有双氧水和硫酸的混合溶液中进行反应，过氧化氢和硫酸的质量比为2:1；所述硅碳复基材由质量比为90:10的碳材料和硅材料制得，硅材料为氧化亚硅，碳材料为软碳；
含有羧基的粘结剂的制备方法实施例1；
在露点不大于-40℃的干燥环境中，将所得到的负极片基材固定在蒸镀基板材并放置在真空蒸镀设备中，将装有锂金属的钨舟放置于蒸发源，抽真空达到5×10-4Pa，通过调节电流控制蒸镀速率为
Figure BDA0003196692060000141
保持蒸发速率稳定，直至蒸镀厚度为2μm停止蒸镀，待加热温度降至室温将其取出，得到负极片；
(b)锂离子电池正极的制备
将正极磷酸铁锂活性材料、导电剂1、导电剂2、粘结剂按照质量比为96：1：1：2混合并加入到溶剂NMP中，充分搅拌得到正极混合浆料，之后把负极混合浆料均匀涂覆到12μm铜箔上，经过干燥、压实、裁片得到正极片；
(c)锂离子电池的制备
将上述得到的负极片、正极片与隔膜进行叠片，封壳，注入电解液，再进行预充化成。
实施例5
一种锂离子电池的制备方法，除蒸镀厚度为5μm停止蒸镀，其他条件同实施例3。
对比例1
一种锂离子电池的制备方法，除负极活性材料直接采用不含有氨基的硅碳复合材料，其他条件同实施例3。
对比例2
一种锂离子电池的制备方法，除粘结剂采用常规粘结剂，其他条件同实施例3。
对比例3
一种锂离子电池的制备方法，除负极活性材料直接采用不含有氨基的硅碳复合材料，粘结剂采用常规粘结剂，其他条件同实施例3。
对比例4
一种锂离子电池的制备方法，除不进行步骤(a)中的预锂化处理，其他条件同实施例3。
实验例
将实施例和对比例得到的锂离子电池进行循环性能和倍率性能的测试，锂离子电池的循环性能测试结果如表1所示；锂离子电池的倍率性能测试结果如表2所示。
表1 锂离子电池的首次库伦效率测试结果
Figure BDA0003196692060000151
Figure BDA0003196692060000161
表2 锂离子电池的循环性能测试结果
Figure BDA0003196692060000162
由表1和表2可知，本发明的锂离子电池负极可有效抑制电池循环过程中的膨胀问题，得到的锂离子电池具有优异的首次库伦效率，循环性能优异。对比例1、对比例2、对比例4中得到的锂离子电池在首次库伦效率及电池的循环性能上均差于本发明实施例3得到的锂离子电池的首次库伦效率及循环性能。对比例3中得到的锂离子电池的循环性能差于本发明实施例3。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述锂离子电池负极包括负极片基材以及设置于所述负极片基材至少一侧表面的锂层；
所述的负极片基材包括负极片集流体以及设置于所述负极片集流体至少一侧表面的负极材料层；所述负极材料层由包括导电剂、表面修饰第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的原料制备得到；
所述第一官能团为氨基和/或羟基；
所述第二官能团为羧基；
所述导电剂、含有第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂的质量比为（0.5~1.5）：（95~97）：（2~4）；
步骤一：制备含有第一官能团的硅基材料和含有第二官能团的粘结剂；
所述含有第一官能团的硅基材料的制备方法，包括以下步骤：将硅基材料与氧化剂混合并进行反应，所述氧化剂包括过氧化氢和硫酸的混合液，所述过氧化氢和所述硫酸的质量比为（1~4）：（1~3）；或者，向硅基材料的溶液中滴加3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液，滴加的速度为4.5~5.5mL/h，反应时间为11~13h，所述硅基材料的溶液的pH为2.8~3.2；
所述含有第二官能团的粘结剂的制备方法，包括以下步骤：将第一聚合体系与单体C进行混合并反应；所述第一聚合体系为单体A和单体B形成的聚合体系；所述单体A为苯乙烯，所述单体B为丁二烯和/或丙烯腈类单体；所述单体C为含有乙烯基碳酸乙烯酯基团的单体、含有异丙酸基团的单体和含有2-腈基乙酸基团的单体中的至少一种；
步骤二：将负极浆料涂覆于所述负极片集流体表面并进行干燥，得到负极片基体；再通过蒸镀的方式，将锂源以锂原子的形式沉积在所述负极片基体的表面，形成锂层；所述负极浆料包括所述导电剂、所述含有第一官能团的硅基材料、所述含有第二官能团的粘结剂与溶剂；
所述的锂层的厚度为1.5~5μm；
所述蒸镀的过程中，锂源的蒸发速率为0.01~1Å/S。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述硅基材料包括硅碳复合材料、硅的氧化物和硅单质中至少一种。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述硅碳复合材料中，以质量百分比计，碳材料为0.5%~10%，硅材料为90%~99.5%。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述硅材料包括氧化亚硅和二氧化硅中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述碳材料包括天然石墨、人造石墨、硬碳和软碳中的至少一种；
所述人造石墨包括一次颗粒石墨和/或二次颗粒石墨。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述单体C的添加量为所述第一聚合体系质量的30%~60%。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述蒸镀的过程中，真空度为10-5~10-3Pa。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述蒸镀的过程中，露点不大于-40℃。
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极和权利要求1~8中任一项所述的锂离子电池负极的制备方法制备得到的锂离子电池负极。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括磷酸铁锂正极、镍钴锰三元正极和无钴正极中的至少一种。
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