CN114023948B - 硅碳负极材料及其制备方法、锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅碳负极材料及其制备方法、锂离子电池。该硅碳负极材料的制备方法包括将二氧化硅凝胶在碳源、锂源、还原剂形成的第一混合溶液中浸泡，然后将经过浸泡的二氧化硅凝胶在保护气氛中热处理，得到预锂化凝胶；将预锂化凝胶、PVDF和导电剂分散在有机溶剂中形成第二混合溶液，搅拌、过滤，得到所述硅碳负极；其中，锂源包括氧化锂纳米颗粒，所述还原剂包括纳米硅。本发明还提供了由上述方法制备得到的碳硅负极材料、以及采用该碳硅负极材料制备的锂离子电池。本发明提供的硅碳负极材料可以同时避免硅基负极材料在锂离子电池应用中的体积效应弊端以及ICE损失问题，并且预锂过程较传统方法简单，成本低廉。

Description

硅碳负极材料及其制备方法、锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池材料技术领域，尤其涉及一种硅碳负极材料及其制备方法、锂离子电池。
背景技术
目前对锂离子首次库伦效率(ICE)偏低的普遍认识是电解液在石墨等负极表面还原分解形成固体-电解质中间相即SEI膜，造成来自正极锂源的不可逆消耗。不同的负极材料因其结构和嵌锂机制的不同，因此对应的ICE损失也不同，例如石墨材料有5％-10％的首次不可逆锂损耗，硅的不可逆容量损失达15％-35％。为了解决上述问题，目前研究较多的技术手段是对负极材料进行预锂化处理，这样可以抵消因为SEI膜形成而造成的容量损失。
传统的负极材料预锂化方法有锂箔补锂、锂粉补锂以及电解盐水溶液处理法补锂等等，这些方法虽然能够有效地提高ICE，但是往往过程复杂、成本高昂并且存在安全风险(例如锂粉十分活泼对环境要求比较严格)，难以商业化量产。此外，对于硅基材料来说，其在在充放电中巨大的体积效应导致其电化学动力学性能较差的问题，难以获得ICE损失、比容量高的锂离子电池。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种硅碳负极材料及其制备方法、锂离子电池。该硅碳负极材料可以同时避免硅基负极材料在锂离子电池应用中的体积效应弊端以及ICE损失问题，并且预锂过程较传统方法简单，成本低廉。
为了达到上述目的，本发明提供了一种硅碳负极材料的制备方法，该制备方法包括：将二氧化硅凝胶在碳源、锂源、还原剂形成的第一混合溶液中浸泡，然后将经过浸泡的二氧化硅凝胶在保护气氛中热处理，得到预锂化凝胶；
将预锂化凝胶、粘结剂和导电剂分散在有机溶剂中形成第二混合溶液，搅拌、过滤，得到所述硅碳负极；
其中，锂源包括氧化锂纳米颗粒，所述还原剂包括纳米硅。
在上述制备方法中，本发明利用二氧化硅凝胶的高孔隙度、高比表面积和强吸附性等特点对碳源、锂源和还原剂进行吸附，通过热处理过程完成碳源对二氧化硅网络的包覆，同时利用锂源原位还原为锂单质实现预锂化，然后构筑导电网络，最终得到的硅碳负极材料具有三维预锂化结构、且碳包覆效果好。
在本发明的具体实施方案中，所述二氧化硅凝胶具有高孔隙率、介孔尺寸的孔洞、高比表面积和三维立体结构骨架，并且，二氧化硅气凝胶具有极强的吸附力和疏水性质，可以高效、均匀地吸附有机分散体系从而高效地形成导电网络。所述二氧化硅凝胶(气凝胶状态)的比表面积最高可到1000m2/g、孔隙率最高可达95％以上、内部孔洞孔径为2-50nm、属于微观介孔。
在本发明的具体实施方案中，所述二氧化硅凝胶可以通过硅源的水解缩聚得到。具体地，所述二氧化硅凝胶的制备方法可以包括：将硅源、乙醇和水混合形成反应体系，调节反应体系的pH值为4-6，在40-60℃进行水解反应2h-5h，再调节反应体系的pH值为8-10进行缩聚反应直至形成凝胶，老化、溶剂交换，得到二氧化硅凝胶。
在上述二氧化硅凝胶的制备方法中，所述硅源可以是无机硅源、有机硅源。其中，所述无机硅源一般包括硅酸钠和/或硅溶胶，所述有机硅源包括正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、多聚硅氧烷等中的一种或两种以上的组合。
在上述二氧化硅凝胶的制备方法中，一般采用酸将反应体系的pH值调节为4-6，所述酸可以采用盐酸等，具体可以是浓度为0.1-10mol/L的盐酸。
在上述二氧化硅凝胶的制备方法中，一般采用碱将反应体系的pH值调节为8-10，所述碱可以是氨水等。
在上述二氧化硅凝胶的制备方法中，所述水和硅源的摩尔比一般控制为6-8:1。
在上述二氧化硅凝胶的制备方法中，所述缩聚反应的温度一般控制为40-60℃，时间一般控制为2-5h。
在上述二氧化硅凝胶的制备方法中，所述老化的温度一般控制为40-60℃、所述老化的时间一般控制为1h-2h。在老化过程中一般加入乙醇，加入乙醇的摩尔量与所述硅源的摩尔量之比优选为5-10:1。
在上述二氧化硅凝胶的制备方法中，所述溶剂交换的时间一般控制为4-6h。溶剂交换时加入的溶剂与硅源的摩尔比一般为50-100:1，溶剂交换所用的溶剂可以是乙醇等。
上述二氧化硅凝胶的制备方法得到的是内部充满溶剂的二氧化硅液态凝胶，将该液态凝胶干燥，即可得到二氧化硅气凝胶。
在本发明的具体实施方案中，所述碳源一般包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸丁脂、聚丙烯腈等中的一种或两种以上的组合。
在本发明的具体实施方案中，通过将锂源前驱体经化学扩散进入二氧化硅凝胶，可以在微观尺度上达到均匀分散的效果，经过热处理，锂源前驱体转化为单质锂原位沉积在二氧化硅凝胶内部。相比于常规的镀锂方式，本发明采用的上述锂源添加方式能够提高单质锂在硅基材料内部的分散程度和均匀性。
所述氧化锂作为锂源前驱体添加，相比于常规的锂粉、锂盐等，本发明采用的氧化锂作为锂源还原为单质锂的活化能较低，易于在温和条件下得到目标产物，稳定性更高、更为安全。在一些具体实施方案中，一般选用D50为20nm-60nm(例如50nm)的氧化锂纳米颗粒。
在本发明的具体实施方案中，所述纳米硅可以作为还原剂用于还原氧化锂，所述纳米硅的D50一般为40nm-80nm。
在本发明的具体实施方案中，所述碳源、锂源、纳米硅按照以下摩尔比投料：C:Li:纳米硅中的Si:二氧化硅凝胶中的Si＝1-5:0.1-1:0.1-1:10-50。
在本发明的具体实施方案中，所述二氧化硅在所述第一混合溶液中浸泡的同时进行搅拌。在具体实施方案中，所述二氧化硅凝胶在第一混合溶液中的浸泡时间一般控制为2-5h、浸泡的温度一般控制为40-60℃。
在本发明的具体实施方案中，所述第一混合溶液一般是将碳源、锂源、纳米硅在有机溶剂中均匀分散得到的。所述第一混合溶液的溶剂可以包括异丙醇、丙酮、氯仿等中的一种或两种以上的组合。
在本发明的具体实施方案中，在热处理时实现以下过程：碳源包裹二氧化硅网络、锂源前驱体还原为单质锂、二氧化硅凝胶干燥。所述热处理的温度一般控制为400-800℃，所述热处理的时间一般控制为2h-5h。
在本发明的具体实施方案中，所述预锂化凝胶(气凝胶状态)的比表面积一般为590-780m2/g。
在本发明的具体实施方案中，将预锂化凝胶、粘结剂、导电剂混合用于在硅碳负极材料中构筑导电网络。所述粘结剂可以采用PVDF(聚偏氟乙烯)等。所述导电剂可包括零维纳米颗粒导电剂、一维导电剂、二维导电剂等中的一种或两种以上的组合。其中，所述零维纳米颗粒导电剂可以包括SP、乙炔黑、科琴黑等中的一种或两种以上的组合，所述一维导电剂包括碳纳米管和/或碳纤维等，所述二维导电剂包括石墨烯等。
在本发明的具体实施方案中，所述预锂化凝胶、粘结剂、导电剂的质量比一般控制为80-95:10-15:5-10。
在本发明的具体实施方案中，所述第二混合溶液的溶剂包括异丙醇、丙酮、氯仿等中的一种或两种以上的组合。
在本发明的具体实施方案中，所述预锂化凝胶在第二混合溶液中的浸泡时间一般为2-5h、浸泡温度一般为40-60℃。
本发明提供了一种硅碳负极材料，其是由上述制备方法得到的。在具体实施方案中，该碳硅负极材料的微观结构可以如图2所示，材料的主要框架为二氧化硅凝胶骨架，骨架上均匀包覆有碳材料，单质锂均匀分散在二氧化硅骨架之中。
本发明进一步提供一种锂离子电池，其制备原料包括上述硅碳负极。其中，所述锂离子电池可以包括扣式电池、软包电池、硬壳电池等。
以扣式电池为例，所述扣式电池的制备方法可以包括：将所述硅碳负极剪切分散，加入溶剂调节粘度至3000-8000cP，得到负极浆料，所述溶剂包括乙醇、异丙醇、氯仿等中的一种或两种以上的组合；将负极浆料涂布在集流体表面，干燥、压实、打孔，得到负极极片，然后将正极极片、负极极片、隔膜、电解液、纽扣电池壳在手套箱中组装，得到所述扣式电池。
在上述扣式电池的制备方法中，所述正极极片一般为锂片。所述隔膜可以包括Celgard 2400、Celgard2325、Celgard2500等中的一种或两种以上的组合。所述电解液可以包括六氟磷酸锂溶液。所述纽扣电池壳可以包括CR2016型电池壳、CR2023型电池壳或者CR2450型电池壳。所述手套箱中的环境一般为氧气与水指标低于1ppm、氩气保护。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的碳硅负极材料兼具较高的首次库伦效率、可逆容量、倍率性能和循环性能，能够消除硅基负极材料体积效应对电池性能的不良影响、并可同时提高电池的ICE。
2、本发明提供的硅碳负极材料的制备方法采用溶胶-凝胶法构筑三维结构，通过高温处理在二氧化硅骨架表面同时完成原位的碳包覆和预锂化，改善了二氧化硅的电化学性能，制备工艺简单有效，成本低，便于规模化生产，有助于实现商业化量产。
3、本发明提供的硅碳负极材料具有三维预锂化结构，可以广泛地应用于锂离子电池的各种领域，包括但不限于3C产品、电动车、储能电站等等，同时也适配不同的正极材料，包括但不限于磷酸铁锂、钴酸锂、三元材料等等。
附图说明
图1为本发明的硅碳负极材料的制备方法流程图。
图2为实施例制备的硅碳负极材料的结构示意图。
符号说明：1-锂单质颗粒，2-碳包覆的二氧化硅凝胶骨架。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
本实施例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，该制备流程如图1所示，具体包括：
1、二氧化硅凝胶的制备：
将正硅酸四乙酯、20％乙醇水溶液按照水和正硅酸四乙酯的摩尔比为8：1混合，边搅拌边加入1mol/L的盐酸调节pH值至5催化水解反应，加热至50℃搅拌3h，然后加入氨水调节pH值至9发生缩聚反应，继续搅拌3h后静置直至凝胶形成。
按照正硅酸四乙酯和乙醇摩尔比为8：1的比例，向凝胶中加入乙醇，50℃老化2h。
然后按照正硅酸四乙酯和乙醇摩尔比为80：1的比例，向老化后的凝胶加入乙醇进行溶剂交换，交换时间4h-6h，得到内部充满乙醇的二氧化硅凝胶。
2、引入碳源和锂源进行预锂化、高温处理：
以质量比为1:2:1的聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚乙烯吡咯烷酮的混合物作为碳源，D50为50nm的氧化锂纳米颗粒作为锂源，D50为80nm的晶态纳米硅作还原剂，按照摩尔比C:Li:纳米硅的Si:二氧化硅凝胶中的Si＝2:0.5:0.5:20的摩尔比，将碳源、锂源和还原剂分散在体积比为3:1的异丙醇与乙醇的混合溶液中形成固含量为10％的第一混合溶液，将步骤1制得的二氧化硅凝胶浸入第一混合溶液中，在50℃下搅拌3h，滤出凝胶，在氩气气氛中600℃热处理3h，得到预锂化凝胶。
3、合浆、构筑导电网络：
将步骤2的预锂化凝胶、PVDF和单壁碳纳米管按照90:12:8的质量比分散在有机体系(体积比为3:1的异丙醇与乙醇的混合溶液)中形成第二混合溶液，40-60℃搅拌2-5h，滤出凝胶，得到碳硅负极材料。
图2为本实施例制备的碳硅负极材料的结构示意图。如图2所示，在引入碳源和锂源并经过高温处理后，碳均匀包覆在二氧化硅骨架，且锂单质均匀分散在二氧化硅凝胶的骨架中，最后在凝胶骨架中构筑导电网络，得到具有三维预锂化结构的碳硅负极材料。
将本实施例制备的碳硅负极材料制成扣式电池，并对该扣式电池进行测试。
扣式电池的制备方法包括：
1)负极浆料制备：将碳硅负极材料在25±5℃剪切分散2h-5h，同时加入3:1的异丙醇与乙醇的混合溶液、调节粘度至5000cP，形成负极浆料。
2)负极极片制备：以铜片为集流体，用涂布机均匀地在铜片上涂布负极浆料，形成一层150μm厚的薄膜，将经过涂布的铜片放置于真空干燥箱中，70℃真空干燥24h，将干燥完的集流片用粉末压片机进行压实、打孔，然后准确称取极片的质量。以锂片为负极，隔膜选择Celgard 2400，电解液选用六氟磷酸锂溶液，纽扣电池壳选用CR2016，在氧气与水指标低于1ppm、氩气保护的手套箱中组装。
将以上制备的扣式电池放置于25℃环境中静置24h，进行恒流充放电测试。
实施例2
本实施例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，在该方法步骤1中，盐酸浓度为10mol/L、在pH值为4的环境中进行水解反应，其他参数和操作与实施例1完全一致。
将本实施例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本实施例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
实施例3
本实施例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，在该方法步骤1中，盐酸浓度为0.1mol/L、在pH值为6的环境中进行水解反应，其他参数和操作与实施例1完全一致。
将本实施例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本实施例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
实施例4
本实施例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，在该方法步骤1中，在pH值为10的环境中进行缩聚反应，其他参数和操作与实施例1完全一致。
将本实施例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本实施例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
实施例5
本实施例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，在该方法的步骤1中，在pH值为8的环境中进行缩聚反应，其他参数和操作与实施例1完全一致。
将本实施例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本实施例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
实施例6
本实施例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，在该方法的步骤2中，按照摩尔比C:Li:纳米硅的Si:二氧化硅凝胶中的Si＝2:1:1:20将碳源、锂源、还原剂投料，碳源、锂源、还原剂的种类与实施例1相同，其他参数和操作与实施例1完全一致。
将本实施例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本实施例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
实施例7
本实施例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，在该方法的步骤2中，按照摩尔比C:Li:纳米硅的Si:二氧化硅凝胶中的Si＝2:0.1:0.1:20将碳源、锂源、还原剂投料，碳源、锂源、还原剂的种类与实施例1相同，其他参数和操作与实施例1完全一致。
将本实施例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本实施例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
对比例1
本对比例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，该方法的步骤2中不添加锂源和还原剂(纳米单质硅)，其他参数和操作与实施例1完全一致。
将本对比例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本对比例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
对比例2
本对比例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，该方法的步骤2中不添加碳源，其他参数和操作与实施例1完全一致。
将本对比例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本对比例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
对比例3
本对比例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，该方法的步骤2中不添加碳源和锂源，其他参数和操作与实施例1完全一致。
将本对比例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本对比例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
对比例4
本对比例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，该方法的步骤2中不添还原剂(纳米硅)，其他参数和操作与实施例1完全一致。该方法不添加还原剂，也就无法形成单质锂，相比于实施例1缺少预锂化的过程。
将本对比例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本对比例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
对比例5
本对比例提供了一种硅碳负极材料的制备方法，该方法的步骤2中仅添加石墨聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚乙烯吡咯烷酮的混合物作为碳源，其他参数和操作与实施例1完全一致。与实施例1相比，仅以石墨作为碳源无法有效形成碳包覆结构。
将本对比例制备的碳硅负极材料制成扣式电池、制备方法同实施例1。对本对比例制备的扣式电池进行测试，测试方法同实施例1。
表1为实施例1至实施例7、对比例1至对比例5制备的扣式电池的结构表征结果和电性能测试结果。表1中的比表面积为预锂化凝胶(气凝胶形式)的比表面积，形貌表征结果为预锂化凝胶的形貌表征结果。
表1
Figure BDA0003328094500000091
从表1可知，相较于各对比例的硅碳负极材料制成的扣式电池，本发明各实施例提供的具有三维预锂化结构的硅碳负极材料制成的扣式电池的首次库伦效率和可逆容量较高，说明本发明提供的制备方法有效地形成碳包覆的硅碳骨架并且原位形成良好的预锂效果，在首次嵌锂过程中骨架上的单质锂能够代替来自锂片的锂离子与电解液反生反应形成结构稳定阻抗较小的SEI膜。同时各实施例的碳硅负极材料制成的扣式电池都具有较好的倍率性能和循环性能，说明碳包覆结构能有效缓解硅在充放电中的体积效应带来的性能衰减。对比例1、对比例4的碳硅负极材料制成的扣式电池首效较低原因是没有进行预锂化处理，而对比例2、对比例3、对比例5的碳硅负极材料制成的扣式电池发生循环失效，原因是没有形成良好的碳包覆结构，这些充分说明了本发明提供的具有三维预锂化结构的硅碳负极材料在首效和循环稳定性上的优势。
另外，比较实施例1至实施例5制备的预锂化凝胶的结构表征结果可以看出：通过控制合适的气凝胶制备条件，包括水解和缩聚时的pH，催化剂盐酸的浓度等能够很好地控制预锂化凝胶的比表面积。对比例2、对比例3、对比例5中预锂化凝胶的比表面积小于各实施例制备的预锂化凝胶比表面，说明碳包覆对材料具有一定的支撑作用。
从实施例1、实施例6和实施例7的扣式电池性能对比可以看出：通过调节不同的预锂量可以控制材料在首效以及循环稳定性方面的性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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精神和范围。

Claims (22)

1.一种硅碳负极材料的制备方法，包括：将二氧化硅凝胶在碳源、锂源、还原剂形成的第一混合溶液中浸泡，然后将经过浸泡的二氧化硅凝胶在保护气氛中热处理，得到预锂化凝胶；
将预锂化凝胶、粘结剂和导电剂分散在有机溶剂中形成第二混合溶液，搅拌、过滤，得到所述硅碳负极；
其中，锂源包括氧化锂纳米颗粒，所述还原剂包括纳米硅；
其中，所述热处理的温度为400-800℃，所述热处理的时间为2h-5h。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述碳源、锂源、纳米硅按照以下摩尔比投料：C:Li:纳米硅中的Si:二氧化硅凝胶中的Si＝1-5:0.1-1:0.1-1:10-50。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述碳源包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸丁脂、聚丙烯腈中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述二氧化硅凝胶包括二氧化硅液态凝胶和二氧化硅气凝胶。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述纳米硅的D50为40nm-80nm；所述氧化锂纳米颗粒的D50为20-60nm。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述氧化锂纳米颗粒的D50为50nm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述二氧化硅凝胶在所述第一混合溶液中的浸泡温度为40-60℃、浸泡时间为2-5h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一混合溶液的溶剂包括异丙醇、丙酮、氯仿中的一种或两种以上的组合。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述二氧化硅凝胶的制备方法为：将硅源、乙醇和水混合形成反应体系，调节反应体系的pH值为4-6，在40-60℃进行水解反应2h-5h，再调节反应体系的pH值为8-10进行缩聚反应直至形成凝胶，老化、溶剂交换，得到二氧化硅凝胶。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述硅源包括无机硅源和有机硅源。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述无机硅源包括硅酸钠和/或硅溶胶，所述有机硅源包括正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、多聚硅氧烷中的一种或两种以上的组合。
12.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述水和硅源的摩尔比为6-8:1。
13.根据权利要求9所述的制备方法，其中，采用浓度为0.1-10mol/L的盐酸将反应体系的pH值调节为4-6。
14.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述缩聚反应的温度为40-60℃，所述缩聚反应的时间为2h-5h。
15.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述粘结剂包括PVDF；
所述导电剂包括零维纳米颗粒导电剂、一维导电剂、二维导电剂中的一种或两种以上的组合；
所述预锂化凝胶的比表面积为590-780m2/g。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其中，所述零维纳米颗粒导电剂包括SP、乙炔黑、科琴黑中的一种或两种以上的组合，所述一维导电剂包括碳纳米管和/或碳纤维，所述二维导电剂包括石墨烯。
17.根据权利要求15所述的制备方法，其中，所述预锂化凝胶、粘结剂、导电剂的质量比为80-95:10-15:5-10。
18.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述预锂化凝胶在第二混合溶液中的浸泡时间为2-5h、浸泡温度为40-60℃。
19.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第二混合溶液的溶剂包括异丙醇、丙酮、氯仿中的一种或两种以上的组合。
20.一种硅碳负极材料，其是由权利要求1-19任一项所述的制备方法得到的。
21.一种锂离子电池，其制备原料包括权利要求20所述的硅碳负极材料。
22.根据权利要求21所述的锂离子电池，其中，所述锂离子电池包括扣式电池、软包电池、硬壳电池。
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