CN114447293A

CN114447293A - 一种硅碳负极材料及其制备方法

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Publication number: CN114447293A
Application number: CN202111623676.2A
Authority: CN
Inventors: 汤刚; 彭青姣; 罗磊; 罗列科; 杨乐之; 涂飞跃; 曹景超; 刘云峰; 封青阁; 刘依卓子; 覃事彪
Original assignee: Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd
Current assignee: Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2022-05-06

Abstract

本发明提供了一种硅碳负极材料及其制备方法，硅碳负极材料包括内核和碳包覆层，碳包覆层包覆于内核的表面，内核中分散有碳包覆纳米硅，碳包覆纳米硅包括由纳米硅颗粒通过粘结碳形成的二次颗粒。制备方法包括以下步骤：(1)纳米硅、有机粘结剂Ⅰ分散于有机溶剂中，形成浆料；(2)将浆料干燥，制备干燥粉料；(3)加入有机粘结剂Ⅱ，经包覆造粒制备得到包覆颗粒；(4)将包覆颗粒进行烧结碳化处理，得碳化颗粒；(5)对碳化颗粒表面包覆沥青，通过碳化处理，得硅碳负极材料。本发明可有效缓解硅碳应用过程中的膨胀问题，解决硅与石墨等碳材界面结合力，从而有效解决硅碳应用中存在的问题。

Description

一种硅碳负极材料及其制备方法

技术领域

本发明属于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。

背景技术

锂离子电池发展至今，已被广泛应用于动力电池，数码3C和储能领域。商用锂离子电池以三元或磷酸铁锂作为正极材料，搭配传统的石墨负极材料，电芯单体能量密度可达140-230Wh/kg。

新能源汽车、手机、平板等终端产品发展，对锂电池能量密度、续航有更高的需求，这将加快高容量负极材料的应用。更高的正极比容量、更高的负极比容量和更高的电池电压(以及更少的辅助组元)是高能量密度电池的理论实现路径。石墨作为传统负极材料，当前比容量达到350-360mAh/g，已接近理论比容量372mAh/g，难以满足需求。硅作为新型负极材料，理论比容量远高于石墨(石墨10倍以上，达到4200mAh/g)，且对锂电压不高，有望成为高能量密度锂电池的下一代负极材料。

尽管硅相比石墨容量有很大优势，但其在应用过程中存在2个致命技术问题。嵌锂过程中明显本征体积变化，膨胀率达到300％(石墨膨胀率12％)，将直接导致电池循环存在安全隐患。硅与电解液反复接触与反应，面临劣化电池性能问题。通过材料改性和电池体系优化，提高首次效率和降低膨胀是硅基材料大规模商业化应用的关键。

专利CN107221673A公开了一种锂离子电池硅碳负极材料的制备方法。通过气相包覆在硅表面沉积碳、沥青内部包覆粘结、碳微球混合得到硅碳负极材料。该材料硅颗粒分布均匀、表面包覆完整、硅颗粒基本不与电解液接触，且碳微球可为膨胀提供很好的容纳空间。但该专利并未解决硅与混合碳之间的结合情况，仅采用物理混合方式，难以解决硅膨胀导致极片脱落应用问题。

专利CN109585802A公开了一种高压实密度的锂离子电池硅碳负极材料及其制备方法。通过球磨、压制成型、酸洗等工艺将碳基体、硅颗粒进行复配，得到的硅碳负极材料具备1.6g/cm³以上的高压实密度，比表面不高于10m²/g，首次库伦效率高于85％。但同样并未解决硅与碳基体之间的结合问题，仅通过压制成型促使硅与碳基体复配，难以确保硅在膨胀过程中逐渐与碳分离，且该方法涉及氢氟酸酸洗，规模化应用存在环保压力。

因此，开发一种结构稳定且易工业化、可大规模商业用的硅碳负极材料是亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种硅碳负极材料及其制备方法，可有效缓解硅碳应用过程中的膨胀问题，解决硅与石墨等碳材界面结合力，从而有效解决硅碳应用中存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种硅碳负极材料，所述硅碳负极材料包括内核和碳包覆层，碳包覆层包覆于内核的表面，所述内核中分散有碳包覆纳米硅，所述碳包覆纳米硅包括由纳米硅颗粒通过粘结碳形成的二次颗粒。上述硅碳负极材料将硅与碳材之间的分散，可避免由于硅富集导致的局部体积膨胀过大导致的应用问题。

优选的，所述内核中还分散有导电碳质颗粒。碳包覆纳米硅结合该导电碳质颗粒，可使硅碳负极材料的性能更好。

优选的，所述内核中的碳包覆纳米硅颗粒和导电碳质颗粒通过粘结碳层形成一整体。

优选的，所述碳包覆纳米硅的粒径D50为0.5-5um，所述纳米硅的粒径D50为20-150nm；所述内核的粒径D50为5-50um，所述碳包覆层的平均厚度为10-100nm。

本发明中的硅碳负极材料，为一种类榴莲状的硅碳负极材料，其中碳包覆纳米硅为碳层包覆纳米硅团簇，其类比于榴莲肉，粘结碳层和导电碳质颗粒等碳材作为榴莲内部材料，将团簇硅固定；外表面裹覆一层碳包覆层作为榴莲外壳。本发明通过设置粘结碳、粘结碳层解决硅与碳材之间的界面结合问题，避免由于反复膨胀导致的界面阻抗问题。

作为一个总的发明构思，本发明提供了一种硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将纳米硅、有机粘结剂Ⅰ分散于有机溶剂中，形成浆料；

(2)将所述浆料进行干燥，制备干燥粉料；

(3)将所述干燥粉料与导电碳质颗粒混合均匀，得混合料；向所述混合料中加入有机粘结剂Ⅱ，经造粒制备得到包覆颗粒。

(4)将经步骤(3)得到的包覆颗粒进行烧结碳化处理，得到碳化颗粒；

(5)对所述碳化颗粒进行表面碳包覆处理，得到所述硅碳负极材料。

本发明通过在纳米硅外表面包覆致密碳层，其一方面可提升硅表面的导电性，同时又可避免硅与电解液直接接触，确保循环过程中稳定的SEI膜的形成。进一步的，本发明通过结合粘结碳/粘结碳层的特性，降低硅与和石墨等导电碳质颗粒之间的界面结合力，将硅、粘结碳、粘结碳层、导电碳质颗粒紧密结合形成具备一定孔隙(孔隙介孔状)的致密结构；该致密结构在不牺牲活性物质的压实密度的情况下，为硅的膨胀提供缓冲空间，同时牢固的粘结碳层可避免随着循环过程的硅反复膨胀收缩单一包覆层裂解脱落，导致膨胀增大。同时在类榴莲结构(硅碳负极材料)外部通过控制炭化和包覆技术，实现致密碳层的有效包覆，该包覆可大幅度降低材料比表，降低SEI膜的反复形成，缓解电芯膨胀。

优选的，步骤(1)中，所述纳米硅的粒径D50为20-150nm；所述的纳米硅包括多晶硅、单晶硅、无定型硅中的至少一种；所述有机粘结剂Ⅰ与纳米硅的质量比为1:(1-50)；

所述有机粘结剂Ⅰ为羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚吡咯、聚乙烯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸PAA、酚醛树脂、环氧树脂、间苯二酚甲醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂中的一种或几种；所述纳米硅与溶剂的质量比为1:(1-100)。

进一步优选的，所述有机粘结剂Ⅰ为聚乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、酚醛树脂中的一种或几种；所述溶剂包括乙醇、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。当采用该优选的机粘结剂Ⅰ与上述溶剂配合时，可使纳米硅在浆料中具有较高的分散性，不易团聚。

步骤(1)中所用的分散设备为高速分散盘、双行星搅拌机、超声分散机、液相混合均质机中的一种或几种。

优选的，步骤(2)中，所述干燥的方式为喷雾干燥、真空干燥、旋蒸干燥、冷冻干燥中的一种或几种；进一步优选的，所述干燥的方式为喷雾干燥；当所述干燥的方式为真空干燥、旋蒸干燥、冷冻干燥中的一种或几种时，需要对干燥所得的物质进行解聚破碎，得到所述干燥粉料粉料。

干燥涉及的设备包括旋蒸干燥机、双锥真空干燥机、单锥真空干燥机、喷雾干燥机、冷冻干燥机中的一种或几种。

优选的，步骤(3)中，所述干燥粉料的粒径D50为0.5-5um，所述导电碳质颗粒的粒径D50为0.5-25um；所述干燥粉料和导电碳质颗粒的质量比为1:(0.1-50)；所述混合料与有机粘结剂Ⅱ的质量比为1:(0.02-0.5)；所述包覆颗粒的粒径D50为5-50um。

进一步优选的，所述干燥粉料和导电碳质颗粒的质量比为1:(1-8)；所述混合料与有机粘结剂Ⅱ的质量比为1:(0.1-0.5)。

优选的，步骤(3)中，所述碳材料鳞片石墨、天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳、石墨烯、导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、碳球中的一种或多种；所述有机粘结剂Ⅱ为油系沥青、煤系沥青、针状焦、中间相沥青、浸渍沥青、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚丙烯树脂、硅基树脂中一种或几种。

进一步优选的，所述导电碳质颗粒为人造石墨、鳞片石墨、硬碳、石墨烯中的一种或多种；所述有机粘结剂Ⅱ为酚醛树脂、环氧树脂、油系沥青、煤系沥青、浸渍沥青中一种或几种。上述导电碳质颗粒与碳包覆纳米硅结合后的电性能更佳，而上述有机粘结剂Ⅱ具有更好的粘结特性，使所得到的粘结碳层牢固度更高。

步骤(3)中，进行造粒的设备包括高速混合包覆机、融合包覆机、VCJ动态包覆机、液相包覆造粒机、干粉造粒机中的一种或几种。

本发明中，当制备的硅碳负极材料的内核中不含导电碳质颗粒时，在步骤(3)中，直接向干燥粉料中加入有机粘结剂Ⅱ，经造粒制备得到包覆颗粒。

优选的，步骤(4)中，所述烧结碳化处理的具体工艺为：控制氧含量＜100ppm，先升温至150-250℃，保温2h，再升温至250-400℃，保温2h；然后升温至600-800℃，保温2h，最后升温至900-1000℃，保温2h，然后自然冷却至室温。该四段升温碳化分别代表不同的过程，前期低温在于粘结剂的软化，接着是浸润过程，然后是碳化过程，最后是碳结构变化过程，可有效保证所得产品地致密化。上述烧结碳化处理时，烧结设备为箱式碳化炉、高温反应釜、推板窑、辊道窑、回转窑中的一种或几种。

优选的，所述步骤(5)具体包括以下步骤：将所述碳化颗粒表面包覆沥青，通过碳化处理后，得到所述硅碳负极材料；所述沥青与碳化颗粒的质量比为(0.1-40)：100。

包覆沥青具体可通过雾化方式喷淋包覆剂；包覆沥青时，采用熔融态沥青、乳化沥青、沥青/醇分散液(分散在醇类溶剂中的沥青)中的一种或多种进行包覆；所述熔融态沥青、乳化沥青、沥青/醇分散液中的沥青独立的为油系沥青、煤系沥青、中间相沥青中的一种或几种；

优选的，步骤(5)中所述碳化处理的具体工艺为：控制氧含量＜100ppm，先升温至600-800℃，保温2h，再升温至900-1000℃，保温2h；然后自然冷却至室温。通过该碳化处理，可在表面形成较均一的碳包覆层。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明构建了一种类榴莲结构的硅碳负极材料，可有效解决硅应用过程中的膨胀问题。该结构一方面能解决硅与碳材之间的分散，避免由于硅富集导致的局部体积膨胀过大导致的应用问题；同时通过粘结碳/粘结碳层解决硅与碳材之间的界面结合问题，避免由于反复膨胀导致的界面阻抗问题；另外致密化包覆碳层及类榴莲状结构，为硅充放电过程中的膨胀提供缓冲空间和抗膨胀强度，避免颗粒粉化和SEI膜的反复形成，保证应用过程中较好的循环性能。

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是本发明硅碳负极材料的结构示意图；

图2是本发明实施例1制得的硅碳负极材料的SEM表征图；

图3是本发明对比例2制得的硅碳负极材料的SEM表征图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将500g粒径D50＝100nm的多晶纳米硅粉、20g聚乙烯粉、10kg乙醇，通过均质机分散形成均一的浆料；其中，均质机转速为1500rpm，分散时间为2h；

(2)将步骤(1)中的浆料通过喷雾干燥设备进行雾化干燥，得干燥粉料；喷雾干燥设备的雾化器进风口温度150℃，出风口温度70℃，雾化器压力为0.4Mpa；所得干燥粉料的粒径D50为3um.；

(3)称取500g步骤(2)中的干燥粉料，与2500g粒径D50＝6μm的人造石墨微粉在高速混合机中混合均匀，得混合料，混合时间为30min，混合转速为500rpm；调整干粉造粒机中的雾化器的压力为0.2Mpa，将液相酚醛树脂(融熔态酚醛树脂)以雾化方式喷入混合料中，调节造粒机的转速2000rpm，造粒时间10min，得到包覆颗粒，包覆颗粒的粒度D50＝10um；其中，混合料与酚醛树脂的质量比为100:30；

(4)将步骤(3)中的包覆颗粒置于箱式碳化炉中，控制氧含量＜100ppm，先升温至250℃保温2h，再升温至400℃保温2h，然后升温至800℃保温2h，最后升温至1000℃保温2h，自然冷却至室温，制得碳化颗粒；

(5)调整干粉造粒机中的雾化器的压力为0.2Mpa，采用雾化喷淋方式将固含为65％的乳化沥青喷洒至碳化后的碳化颗粒，再进行述碳化处理，碳化处理时控制氧含量＜100ppm，先升温至800℃，保温2h，再升温至1000℃，保温2h，然后自然冷却至室温。其中，乳化沥青与碳化颗粒的质量比为20:100。

通过上述方法制备得到的硅碳负极材料，碳包覆纳米硅的粒径D50约为3um，碳化颗粒的粒径D50约为10um，碳包覆层(步骤(5)中形成)的平均厚度约为20nm。

上述硅碳负极材料的结构示意图如图1所示，SEM表征图如图2所示；硅碳负极材料包括内核(对应碳化颗粒)和碳包覆层，内核中分散有碳包覆纳米硅和导电碳质颗粒(人造石墨微粉)，碳包覆纳米硅包括由纳米硅颗粒通过粘结碳形成的二次颗粒。内核中的碳包覆纳米硅颗粒和导电碳质颗粒(人造石墨微粉)通过粘结碳层形成一整体。

实施例2：

一种硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将500g粒径D50＝50nm的无定型纳米硅粉、50g聚丙烯酸PAA、10kgNMP，通过均质机分散形成均一的浆料；其中，均质机转速为1500rpm，分散时间为2h；

(2)将步骤(1)中的浆料通过双锥干燥设备进行干燥，得干燥粉料；其中，干燥温度220℃，转速为10rpm，干燥后材料进行解聚，解聚机频率为20Hz，使所得干燥粉料的粒度D50＝4um；

(3)称取500g步骤(2)中的干燥粉料，并与1000g粒径D50＝6μm的人造石墨微粉在高速混合机中混合均匀，得混合料，混合时间为30min，混合转速为500rpm；然后调整湿法包覆造粒机，使颗粒悬浮于造粒器中，氮气气体流量为2N³/h，同时调整雾化器的压力为0.2Mpa，将液相酚醛树脂雾化后喷入混合料，得到包覆颗粒，包覆颗粒的粒度D50＝15um；其中，混合料与酚醛树脂的质量比为100:40；

(5)调整干法造粒机雾化器的压力为0.2Mpa，采用雾化喷淋方式将固含为50％的乳化沥青喷洒至碳化后的碳化颗粒，再进行述碳化处理，碳化处理时控制氧含量＜100ppm，先升温至600℃，保温2h，再升温至1000℃，保温2h，然后自然冷却至室温。其中，乳化沥青与碳化颗粒的质量比为10:100。

实施例3：

一种硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将200g粒径D50＝30nm的单晶纳米硅粉、50g酚醛树脂、5kg异丙醇，通过双行星搅拌机分散形成均一的浆料；其中，搅拌自转为1500rpm公转为40rpm，分散时间为2h；

(2)将步骤(1)中的浆料通过旋蒸干燥设备进行干燥，得干燥粉料；其中，干燥温度220℃，转速为50rpm，使所得粉料的粒度D50＝0.5um；

(3)称取300g步骤(2)中的干燥粉料，并与300g粒径D50＝4μm的鳞片石墨在高速混合机中预混合，得混合料，然后继续加入120g油系沥青，在高速混合机中混合均匀，混合时间为30min，混合转速为2000rpm；然后调整VCJ高温造粒机，搅拌上述所得物料的速度为50rpm，通过升温至300℃，得到包覆颗粒，包覆颗粒的粒度D50＝10um；

(4)将步骤(3)中的包覆颗粒置于箱式碳化炉中，控制氧含量＜100ppm，先升温至400℃保温2h，然后升温至800℃保温2h，最后升温至1000℃保温2h，自然冷却至室温，制得碳化颗粒；

(5)调整干法造粒机雾化器的压力为0.2Mpa，采用雾化喷淋方式将融熔态沥青喷洒至碳化后的碳化颗粒，再进行述碳化处理，碳化处理时控制氧含量＜100ppm，先升温至600℃，保温2h，再升温至1000℃，保温2h，然后自然冷却至室温。其中，沥青与碳化颗粒的质量比为20:100。

对比例1：

一种硅碳负极材料的制备方法，与实施例1的区别在于直接将纳米硅与人造石墨微粉混合进行造粒。具体实验步骤如下：

(1)将500g粒径D50＝100nm的多晶纳米硅粉与2500g粒径D50＝6μm的人造石墨微粉在造粒机中混合均匀，得混合料，混合时间为30min，混合转速为500rpm；然后调整造粒机雾化器的压力为0.2Mpa，将液相酚醛树脂雾化后喷入混合料，通过造粒机造粒，得到包覆颗粒，包覆颗粒的粒度D50＝15um；其中，混合料与酚醛树脂的质量比为100:30；

(2)将步骤(1)中的包覆颗粒置于箱式碳化炉中，控制氧含量＜100ppm，先升温至250℃保温2h，再升温至400℃保温2h，然后升温至800℃保温2h，最后升温至1000℃保温2h，自然冷却至室温，制得碳化颗粒；

(3)调整干法造粒机雾化器的压力为0.2Mpa，采用雾化喷淋方式将固含为65％的乳化沥青喷洒至碳化后的碳化颗粒，再进行述碳化处理，碳化处理时控制氧含量＜100ppm，先升温至800℃，保温2h，再升温至1000℃，保温2h，然后自然冷却至室温。其中，乳化沥青与碳化颗粒的质量比为20:100。

对比例2：

一种硅碳负极材料的制备方法，和实施例1的区别在于直接将粒径D50＝50nm纳米硅粉与D50＝15um的人造石墨按照既定的比例配成容量450mAh/g的混合材料。本发明对比例1制得的硅碳负极材料的SEM表征图如图3所示。

性能测试：

1、对本发明中的实施例1-2和对比例1-2的硅碳负极前驱体的比表面和微孔内比表面进行测试，具体结果如表1所示。

表1硅碳负极前驱体比表面和微孔内比表面测试结果

性能	实施例1	实施例2	对比例1	对比例2
					比表面m<sup>2</sup>/g	1.859	2.233	4.075	23.730
微孔内比表面m<sup>2</sup>/g	0.000	0.078	0.000	11.223

由表1可知，采合成类榴莲状的硅碳负极材料其比表面更小，内部微孔比表面更低，将确保充放电过程中SEI膜相对更稳定。

2、本发明采用以下方法对实施例1-2和对比例1-2的硅碳负极前驱体进行扣电性能测试：

将硅碳负极与导电剂和粘结剂按质量比为94:2:4进行制浆，浆料固含量控制在50％，涂覆于铜箔集流体上，制得负极极片，极片压实密度控制在1.7g/cm³；采用金属锂片作为对电极，1mol/L的LiPF6/EC+DMC电解液，组装成2032扣式电池。

电池采用LAND电池测试体系，在0.1C下恒电流充放电测试，电压范围为0.001-1.0V，测试结果如下表2所示。

表2本发明制得的硅碳负极前驱体扣电测试结果

性能	实施例1	实施例2	对比例1	对比例2
					初始充电比容量(mAh/g)	506.3	503.8	478.6	489.2
库伦效率(％)	91.8	91.3	90.5	88.7
					100周循环容量保持率(％)	98.7	97.6	78.5	60.3
10圈极片膨胀率％	11	13	18	45

由表2可知，通过该合成制备方法的硅碳负极材料其容量和首效更高，循环保持率更好，10圈后极片的膨胀率更低，说明类榴莲状结构的硅碳负极材料对硅循环过程中的膨胀减缓作用更为明显。

Claims

1.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料包括内核和碳包覆层，碳包覆层包覆于内核的表面，所述内核中分散有碳包覆纳米硅，所述碳包覆纳米硅包括由纳米硅颗粒通过粘结碳形成的二次颗粒。

2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述内核中还分散有导电碳质颗粒。

3.根据权利要求2所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述内核中的碳包覆纳米硅颗粒和导电碳质颗粒通过粘结碳层形成一整体。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述碳包覆纳米硅的粒径D50为0.5-5um，所述纳米硅的粒径D50为20-150nm；所述内核的粒径D50为5-50um，所述碳包覆层的平均厚度为10-100nm。

5.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将纳米硅、有机粘结剂Ⅰ分散于有机溶剂中，形成浆料；

(2)将所述浆料进行干燥，制备干燥粉料；

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米硅的粒径D50为20-150nm；所述有机粘结剂Ⅰ与纳米硅的质量比为1:(1-50)；所述有机粘结剂Ⅰ为聚乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、酚醛树脂中的一种或几种；所述溶剂包括乙醇、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述干燥粉料的粒径D50为0.5-5um，所述导电碳质颗粒的粒径D50为0.5-25um；所述干燥粉料和导电碳质颗粒的质量比为1:(0.1-50)；所述混合料与有机粘结剂Ⅱ的质量比为1:(0.02-0.5)；所述包覆颗粒的粒径D50为5-50um。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述导电碳质颗粒为人造石墨、鳞片石墨、硬碳、石墨烯中的一种或多种；所述有机粘结剂Ⅱ为酚醛树脂、环氧树脂、油系沥青、煤系沥青、浸渍沥青中一种或几种。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述烧结碳化处理的具体工艺为：控制氧含量＜100ppm，先升温至150-250℃，保温2h，再升温至250-400℃，保温2h；然后升温至600-800℃，保温2h，最后升温至900-1000℃，保温2h，然后自然冷却至室温。

10.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)具体包括以下步骤：将所述碳化颗粒表面包覆沥青，通过碳化处理后，得到所述硅碳负极材料；所述沥青与碳化颗粒的质量比为(0.1-40)：100。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述碳化处理的具体工艺为：控制氧含量＜100ppm，先升温至600-800℃，保温2h，再升温至900-1000℃，保温2h；然后自然冷却至室温。