CN115298352A - 硅基储锂材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种硅基储锂材料及其制备方法，所述制备方法包括：提供包括碳元素和氧元素的多孔基核；采用氮源气体和硅源气体通过等离子体化学气相沉积工艺在所述多孔基核的孔道中形成单质硅和非晶态的硅氮化合物；在所述多孔基核的表面形成碳包覆层。本申请技术方案的硅基储锂材料及其制备方法能够兼顾快充和循环性能，且能够直接用于大规模生产。

Description

硅基储锂材料及其制备方法
技术领域
本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种硅基储锂材料及其制备方法。
背景技术
随着智能手机、可穿戴、新能源汽车等现代电子产品技术发展，对于核心动力模块-电池包的能量密度、安全性以及成本的要求越来越高，市场迫切呼唤材料体系的革新。硅基材料具有能量密度上的显著优势，但是纯硅体系的负极材料具有较大的体积膨胀率，锂离子扩散速率偏低，因而限制了其应用。为了改善硅基材料上述缺点，在纯硅的区域附近构建缓冲区，从而改善结构稳定性被认为是可行的方式。
有些现有技术通过沉积氮化硅化合物负极薄膜层来改善容量和效率，但是采用铜箔作为沉积基体不仅沉积时间长，而且当沉积厚度超过40nm时，循环性能剧烈下降，首次库伦效率仅能达到75％，而当沉积厚度低于40nm时，做成的电池能量密度远低于传统锂离子电池，导致无法应用。还有些现有技术提供一种硅-氮化硅-碳复合材料，虽然理论上获得了氮化硅成分，但是由于反应温度较高，硅晶粒将不可避免长大，仅能应用于0.1C循环，无法满足电池快充的使用要求。
发明内容
本申请提供一种能够提兼顾快充和循环性能且可以直接用于大规模生产的硅基储锂材料及制备方法。
本申请的一方面提供一种硅基储锂材料的制备方法，包括：提供包括碳元素和氧元素的多孔基核；采用氮源气体和硅源气体通过等离子体化学气相沉积工艺在所述多孔基核的孔道中形成单质硅和非晶态的硅氮化合物；在所述多孔基核的表面形成碳包覆层。
在本申请的一些实施例中，所述单质硅和非晶态的硅氮化合物的晶粒尺寸不超过20nm。
在本申请的一些实施例中，所述等离子体化学气相沉积工艺的温度为400℃～750℃，压力为50Pa～1000Pa，所述氮源气体和硅源气体的气体流量比值为0.03～1，沉积时间为20min～500min。
在本申请的一些实施例中，所述氮源气体包括N2和/或NH3，所述硅源气体包括SiH4，SiHCl3，SiH2Cl2，SiH3Cl和SiCl4中的至少一种。
在本申请的一些实施例中，越靠近所述孔道的内部，硅元素的浓度越低。
在本申请的一些实施例中，在所述单质硅和非晶态的硅氮化合物中，所述单质硅的质量分数为60％～99.8％。
在本申请的一些实施例中，所述多孔基核的孔道包括孔径小于2nm的微孔以及孔径在2nm～50nm的介孔，其中所述微孔的体积分数为30％～70％，所述介孔的体积分数为40％～60％，且所述孔道的孔体积为0.65m3/g～2.5m3/g。
在本申请的一些实施例中，所述硅基储锂材料包括硅元素、氮元素及碳元素，且所述硅元素、氮元素及碳元素的摩尔比为1∶x∶y，其中0.03＜x＜y/2，0.6＜y＜2.5。
在本申请的一些实施例中，所述多孔基核中，氧元素的质量分数为0.05～15％，碳元素的质量分数为85％～99.5％。
在本申请的一些实施例中，在所述多孔基核表面形成碳包覆层时的温度不高于890℃。
在本申请的一些实施例中，形成碳包覆层时的碳源气体包括甲烷，三聚氰胺，苯胺，乙烯，乙炔，丙烷，丙炔，甲醇及氟碳气体中的至少一种。
在本申请的一些实施例中，所述碳包覆层的厚度为0.5nm～10nm。
本申请另一方面还提供一种硅基储锂材料，包括：多孔基核，所述多孔基核包括碳元素和氧元素，且所述多孔基核的孔道中包括晶粒尺寸不超过20nm的单质硅和非晶态的硅氮化合物；碳包覆层，位于所述多孔基核的表面。
在本申请的一些实施例中，越靠近所述孔道的内部，硅元素的浓度越低。
在本申请的一些实施例中，在所述单质硅和非晶态的硅氮化合物中，所述单质硅的质量分数为60％～99.8％。
在本申请的一些实施例中，所述多孔基核的孔道包括孔径小于2nm的微孔以及孔径在2nm～50nm的介孔，其中所述微孔的体积分数为30％～70％，所述介孔的体积分数为40％～60％，且所述孔道的孔体积为0.65m3/g～2.5m3/g。
在本申请的一些实施例中，所述硅基储锂材料包括硅元素、氮元素及碳元素，且所述硅元素、氮元素及碳元素的摩尔比为1∶x∶y，其中0.03＜x＜y/2，0.6＜y＜2.5。
在本申请的一些实施例中，所述多孔基核中，氧元素的质量分数为0.05～15％，碳元素的质量分数为85％～99.5％。
在本申请的一些实施例中，所述碳包覆层包括单质碳，碳氢化合物，碳氮化合物及氟碳化合物中的至少一种。
在本申请的一些实施例中，所述碳包覆层的厚度为0.5nm～10nm。
与现有技术相比，本申请技术方案的硅基储锂材料及其制备方法具有如下有益效果：
采用等离子体化学气相沉积工艺可以使氮源气体和硅源气体在较低的温度下反应，在多孔基核的孔道中沉积形成尺寸较小的单质硅和非晶态的硅氮化合物，由此可以提高硅基储锂材料的容量和锂离子电池的快充性能，同时以碳元素和氧元素作为多孔基核的主要组成元素，可以减少硅基储锂材料内部的硅膨胀，有利于提高锂离子电池的循环稳定性。
采用等离子体化学气相沉积工艺形成单质硅和非晶态的硅氮化合物后，越靠近多孔基核的孔道内部，硅元素的浓度呈现下降趋势，这样可以减少多孔基核内部因硅剧烈膨胀所引起的结构突变，进而稳定硅基储锂材料的表面结构，进一步提升锂离子电池的循环稳定性。
综上，本申请技术方案的硅基储锂材料不仅容量高，还可以兼顾快充性能和循环性能，同时硅基储锂材料的制备方法简单，可以直接用于大规模生产。
附图说明
以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的发明意图。应当理解，附图未按比例绘制。其中：
图1为本申请实施例的硅基储锂材料的制备方法的流程示意图；
图2为本申请实施例的多孔基核的结构示意图；
图3为本申请实施例的基体6的孔体积-孔径分布图；
图4为本申请实施例6制备的硅基储锂材料的XRD图；
图5为本申请实施例14～16的硅基储锂材料的XPs能谱图；
图6为本申请实施例17的硅基储锂材料的充放电曲线；
图7为本申请实施例25和对比例1的硅基储锂材料的充放电dQ/dV曲线对比图。
具体实施方式
以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
现有技术仅适用于沉积氮化硅薄膜，或者通过含氮气源与内核材料中的硅元素反应，类似于向内核材料中“渗氮”，但是对于无机固体颗粒来说，这种“渗氮”的方式效率较低且需要高温(超过900℃)，一方面较高的温度增大了能耗，另一方面形成的氮化硅主要为尺寸较大的结晶态六方β-Si3N4，使得硅基储锂材料的动力学特性较差，无法进行快速充放，不能满足锂离子电池应用需求的现状。
基于此，本申请实施例通过等离子体化学气相沉积工艺使氮源气体和硅源气体在较低的温度下反应，在多孔基核的孔道中形成尺寸较小的单质硅和非晶态的硅氮化合物，能够提高硅基储锂材料的容量及锂离子电池的快充性能和循环稳定性。
参考图1，本申请实施例的硅基储锂材料的制备方法包括如下步骤：
步骤S1：提供包括碳元素和氧元素的多孔基核；
步骤S2：采用氮源气体和硅源气体通过等离子体化学气相沉积工艺在所述多孔基核的孔道中形成单质硅和非晶态的硅氮化合物；
步骤S3：在所述多孔基核的表面形成碳包覆层。
参考图2，选择具有孔道2的多孔基核1作为基体材料，所述孔道2为形成单质硅和非晶态的硅氮化合物3提供场所。所述孔道包括孔径小于2nm的微孔以及孔径在2nm～50nm的介孔，其中所述微孔的体积分数为30％～70％，所述介孔的体积分数为40％～60％。所述孔道的尺寸最好不超过10nm，这样有利于抑制大粒度的单质硅和硅氮化合物的形成。所述孔道的孔体积决定了所述硅基储锂材料所含单质硅的多少。当所述孔道的孔体积越大，能够容纳的单质硅越多，所述硅基储锂材料的容量随之增大，但却不利于锂离子电池循环性能的提升，因此所述孔道的孔体积需要在合适的范围。本申请实施例的孔体积可以为0.65m3/g～2.5m3/g。所述多孔基核的主要元素包括碳元素和氧元素，其中氧元素的质量分数可以为0.05～15％，碳元素的质量分数可以为85％～99.5％。采用主要元素为碳元素和氧元素的多孔基核可以减少硅基储锂材料内部的硅膨胀，有利于提高锂离子电池的循环稳定性。
采用等离子体化学气相沉积工艺在所述多孔基核的孔道中形成单质硅和硅氮化合物，反应气体包括氮源气体和硅源气体，所述氮源气体例如可以包括N2和/或NH3，所述硅源气体例如可以包括SiH4，SiHCl3，SiH2Cl2，SiH3Cl和SiCl4中的至少一种。当采用所述等离子体化学气相沉积工艺时，所述氮源气体和硅源气体可以在较低温度下反应，形成尺寸较小的单质硅及呈现非晶态的硅氮化合物。具体地，可以通过控制沉积时的温度、压力、时间及气体流量比，获得理想尺寸的单质硅和硅氮化合物。
在本申请实施例中，所述等离子体化学气相沉积工艺的温度为400℃～750℃，压力为50Pa～1000Pa，在不高于750℃和1000Pa的条件下，可以有效抑制大尺寸的单质硅及晶状氮化硅(Si3N4)的生成。所述等离子体化学气相沉积工艺的温度例如可以为如下温度值：400℃，410℃，420℃，430℃，440℃，450℃，460℃，470℃，480℃，490℃，500℃，510℃，520℃，530℃，540℃，550℃，560℃，570℃，580℃，590℃，600℃，610℃，620℃，630℃，640℃，650℃，660℃，670℃，680℃，690℃，700℃，710℃，720℃，730℃，740℃，750℃，或者以上温度节点之间的任意温度值。所述等离子体化学气相沉积工艺的压力例如可以为如下压力值：50Pa，100Pa，150Pa，200Pa，250Pa，300Pa，350Pa，400Pa，450Pa，500Pa，550Pa，600Pa，650Pa，700Pa，750Pa，800Pa，850Pa，900Pa，950Pa，1000Pa，或者以上压力节点之间的任意压力值。
所述氮源气体和硅源气体的气体流量比值和沉积时间决定了硅基储锂材料中氮元素和硅元素的摩尔比，进而决定了孔道中单质硅的质量分数，由此影响着所述硅基储锂材料的容量大小。其中所述气体流量比值可以为0.03～1，所述沉积时间可以为20min～500min。例如，所述气体流量比值可以为如下值：0.03，0.05，0.07，0.09，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30，0.35，0.40，0.45，0.50，0.55，0.60，0.65，0.70，0.75，0.80，0.85，0.90，0.95，1.00，或者以上节点之间的任意值。所述沉积时间例如可以为：20min，30min，40min，50min，60min，70min，80min，90min，100min，150min，200min，250min，300min，350min，400min，450min，500min，或者以上节点之间的任意值。
通过以上的等离子体化学气相沉积工艺获得的单质硅和非晶态的硅氮化合物的晶粒尺寸不超过20nm。在所述单质硅和非晶态的硅氮化合物中，所述单质硅的质量分数占60％～99.8％，且在所述单质硅中，尺寸不超过10nm的单质硅的质量分数至少超过50％。所述单质硅和非晶态的硅氮化合物的尺寸越小，所述硅基储锂材料应用于锂离子电池时，呈现的倍率快充性能越好。
所述制备方法还包括：通过沉碳工艺在所述多孔基核的表面形成碳包覆层。所述沉碳工艺的温度应不高于890℃，以低于硅氮化合物的晶状生成温度，因此可以抑制沉碳过程中非晶态的氮化硅的结晶现象。作为示例，所述沉碳工艺的温度可以在750℃～890℃。所述沉碳工艺的碳源气体可以包括甲烷，三聚氰胺，苯胺，乙烯，乙炔，丙烷，丙炔，甲醇及氟碳气体中的至少一种。所述碳包覆层可以包括单质碳，碳氢化合物，碳氮化合物及氟碳化合物中的至少一种。所述碳包覆层的厚度可以为0.5nm～10nm。
对获得的硅基储锂材料进行TEM测试。抽出15个短径为1.5μm以上的粒子，测量各粒子从硅基储锂材料中深度为15nm的位置处的Si浓度S1以及深度为400nm的位置处的Si浓度S2，结果发现各粒子均满足S1＞S2。因此，越靠近所述孔道内部，硅元素的浓度越低。这是因为，在沉积单质硅和硅氮化合物的过程中存在毛细作用，越靠近孔道内部的位置越难形成单质硅和硅氮化合物；相反，越远离所述孔道内部的位置，单质硅和硅氮化合物的沉积量越高。这种硅元素的浓度分布方式，可以减少多孔基核内部因硅剧烈膨胀所引起的结构突变，进而稳定硅基储锂材料的表面结构，提升锂离子电池的循环稳定性。
通过上述制备方法获得的硅基储锂材料主要包括硅元素、氮元素及碳元素，所述硅元素、氮元素及碳元素的摩尔比为1∶x∶y，所述x值和y值的大小能够影响硅基储锂材料中单质硅的含量，进而影响硅基储锂材料的容量大小。因此，可以通过控制x值和y值，实现对硅基储锂材料容量的控制。当0.03＜x＜y/2，0.6＜y＜2.5时，可以使硅基储锂材料具有较高的容量。
在一些实施例中，在进行碳包覆之前，还可以通过粉碎工艺对多孔基核的粒度进行调整，以降低多孔基核的比表面积，提高制作锂离子电池时的分散性能。
本申请实施例还提供一种硅基储锂材料，所述硅基储锂材料可以通过上述的制备方法获得，所述硅基储锂材料包括多孔基核和位于所述多孔基核表面的碳包覆层。所述多孔基核的主要元素包括碳元素和氧元素，较包含硅元素的内核材料相比，可以减少硅元素作为主要元素时引起的硅膨胀，其中氧元素的质量分数可以为0.05～15％，碳元素的质量分数可以为85％～99.5％。所述多孔基核的孔道中包括单质硅和非晶态的硅氮化合物。所述单质硅和非晶态的硅氮化合物的晶粒尺寸不超过20nm。在所述单质硅和非晶态的硅氮化合物中，所述单质硅的质量分数为60％～99.8％。小尺寸的单质硅和非晶态的硅氮化合物可以向锂离子电池提供较好的倍率快充性能。越靠近所述孔道的内部，硅元素的浓度越低，可以减少多孔基核内部因硅剧烈膨胀引起的结构突变，进而稳定硅基储锂材料的表面结构，提升锂离子电池的循环稳定性。
所述多孔基核的孔道包括孔径小于2nm的微孔以及孔径在2nm～50nm的介孔，其中所述微孔的体积分数为30％～70％，所述介孔的体积分数为40％～60％，较小尺寸的孔道有利于抑制大尺寸单质硅和硅氮化合物的形成。所述孔道的孔体积为0.65m3/g～2.5m3/g，能够兼顾硅基储锂材料的容量和锂离子电池的循环性能。
所述碳包覆层包括单质碳，碳氢化合物，碳氮化合物及氟碳化合物中的至少一种。所述碳包覆层的厚度为0.5nm～10nm。所述碳包覆层可以约束和缓冲多孔内核的体积膨胀，阻止多孔内核的团聚，阻止电解液向多孔内核中心渗透，保持稳定的界面和SEI。
所述硅基储锂材料主要包括硅元素、氮元素及碳元素，且所述硅元素、氮元素及碳元素的摩尔比为1∶x∶y，其中0.03＜x＜y/2，0.6＜y＜2.5，可以通过控制x，y值来获得不同容量的硅基储锂材料。
实施例1
选择基体2作为本实施例的多孔基核，基体2的各项参数如表1所示。将所述基体2置于等离子体化学气相沉积设备(PECVD)中，升温至510℃，且压力为200Pa，通入气体流量比值为0.05的硅烷(SiH4)和氨气(NH3)，沉积45min后出料。
将上述出料转移至沉碳装置，并向沉碳装置中通入碳源气体，在基体2表面发生化学反应形成碳包覆层，其中沉碳工艺的温度为565.6℃，碳源气体为乙炔(C2H2)。
形成的硅基储锂材料包括硅元素、氮元素及碳元素，且所述硅元素、氮元素及碳元素的摩尔比为1∶x∶y，x为0.04，y为1.80。x值和y值可以通过现有的X射线光电子能谱(XPS)测试获得。具体地，可以针对Si 2p，N 1s和C1s峰进行强度比较获得硅元素、氮元素及碳元素的摩尔比。
表1多孔基核的各项参数
Figure BDA0003715043730000091
图3示出了基体6的孔体积-孔径分布图可以看到90％左右的孔道孔径在20nm以下，因此在孔道中形成的单质硅和硅氮化合物的尺寸也应在20nm以下，能够有效抑制大尺寸的单质硅和硅氮化合物生成。
实施例2～实施例33
部分参数可参考表1和表2，其他参数和制备方法可参考实施例1。
对比例1
等离子体化学气相沉积时仅通入SiH4。部分参数可参考表1和表2，其他参数和制备方法可参考实施例1。
对比例2
将基体2换成9μm的铜箔，部分参数可参考表1和表2，其他参数和制备方法可参考实施例1。
对比例3
将基体2换成商用天然石墨，部分参数可参考表1和表2，其他参数和制备方法可参考实施例1。
对比例4
将基体2换成商用人造石墨，部分参数可参考表1和表2，其他参数和制备方法可参考实施例1。
对本申请实施例制备的硅基储锂材料进行XRD测试，图4示出了实施例6制备的硅基储锂材料的XRD图。可以看到，实施例6的XRD图中未显示出Si3N4峰，其呈现出典型的接近无定形硅的特征衍射峰，因此实施例6的硅基储锂材料中不存在结晶态Si3N4物相。其他实施例制备的硅基储锂材料的XRD图也同样不存在Si3N4峰，所以采用本申请实施例的制备方法获得的硅氮化合物均为非晶态。
将实施例1～33以及对比例1～4的硅基储锂材料、PAA(聚丙烯酸粘结剂)及SP(导电炭黑)以质量比为80∶10∶10混合，以1mol/L的LiPF6作为电解液，应用于扣电池体系(型号CR2430)，并在25℃下，进行如下电化学性能测试：
(1)首次脱锂容量(也称“容量”)测试：恒流0.1C放电10mV，静置10分钟，然后以恒流0.02C继续放电至5mV；静置10分钟，然后以0.1C恒流充电至1.5V，结果如表2所示。
(2)循环性能测试：恒流0.1C放电10mV，静置10分钟，然后以恒流0.02C继续放电至5mV；静置10分钟，然后以0.1C恒流充电至1.5V，如此进行后续循环，对应循环周数的脱锂容量/第二周脱锂容量，即视为循环保持率，结果如表2所示。
(3)倍率快充性能测试：倍率放电(嵌锂，该扣电过程对应全电池充电过程)：固定为0.2C充电(脱锂)，以3.0C放电(嵌锂)，获得容量比值，结果如表2所示。
与对比例1～4相比，本申请实施例1～33的制备方法获得的硅基储锂材料不仅具有较高的容量，同时还能够兼顾锂离子电池的快充性能和循环性能。
比较实施例5～13，当x＝0.19时，随着y值的增大，硅基储锂材料的容量逐渐降低，而3C/0.2C容量比呈现逐渐增大的趋势，倍率快充性能提高。比较实施例23～29，当y＝0.7时，随着x值逐渐增大，硅基储锂材料的容量逐渐降低，而3C/0.2C容量比呈现先增加、后降低的趋势，且在x＝0.1～0.12之间的倍率快充性能提升效果最为显著。
图5示出了实施例14～16的硅基储锂材料的XPS能谱图，其中a曲线为实施例14的硅基储锂材料的XPS能谱曲线，b曲线为实施例15的硅基储锂材料的XPS能谱曲线，c曲线为实施例16的硅基储锂材料的XPS能谱曲线。在396～402电子伏特之间出现N1s谱峰，该N1s谱峰归属于硅氮化合物，且随着x值的增加，N1s峰面积随之增加，也即氮元素的含量提高，使得3C/0.2C容量比呈现增加的趋势。
Figure BDA0003715043730000121
图6示出了实施例17的硅基储锂材料的充放电曲线，嵌锂电位大约在0.6V～0.7V，较高的嵌锂电位可以很好的抑制大倍率充电时候的析锂现象。图7示出了实施例25和对比例1的硅基储锂材料的充放电dQ/dV曲线对比图，其中d曲线为实施例25的硅基储锂材料的充放电dQ/dV曲线，e曲线为对比例1的硅基储锂材料的充放电dQ/dV曲线对比图。实施例25的硅基储锂材料的嵌锂电位显著高于对比例1，且实施例25的硅基储锂材料的脱锂电位显著低于对比例1，因此实施例25的硅基储锂材料显示出更好的过电位保护特征，不容易析锂，更加安全。
最后，应理解，本文公开的申请的实施方案是对本申请的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本申请的范围内。因此，本申请披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本申请中的实施例采取替代配置来实现本申请中的申请。因此，本申请的实施例不限于申请中被精确地描述过的那些实施例。

Claims (20)

1.一种硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，包括：
提供包括碳元素和氧元素的多孔基核；
采用氮源气体和硅源气体通过等离子体化学气相沉积工艺在所述多孔基核的孔道中形成单质硅和非晶态的硅氮化合物；
在所述多孔基核的表面形成碳包覆层。
2.根据权利要求1所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，所述单质硅和非晶态的硅氮化合物的晶粒尺寸不超过20nm。
3.根据权利要求1所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，所述等离子体化学气相沉积工艺的温度为400℃～750℃，压力为50Pa～1000Pa，所述氮源气体和硅源气体的气体流量比值为0.03～1，沉积时间为20min～500min。
4.根据权利要求1所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，所述氮源气体包括N2和/或NH3，所述硅源气体包括SiH4，SiHCl3，SiH2Cl2，SiH3Cl和SiCl4中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，越靠近所述孔道的内部，硅元素的浓度越低。
6.根据权利要求1所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，在所述单质硅和非晶态的硅氮化合物中，所述单质硅的质量分数为60％～99.8％。
7.根据权利要求1所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，所述多孔基核的孔道包括孔径小于2nm的微孔以及孔径在2nm～50nm的介孔，其中所述微孔的体积分数为30％～70％，所述介孔的体积分数为40％～60％，且所述孔道的孔体积为0.65m3/g～2.5m3/g。
8.根据权利要求1所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，所述硅基储锂材料包括硅元素、氮元素及碳元素，且所述硅元素、氮元素及碳元素的摩尔比为1∶x∶y，其中0.03＜x＜y/2，0.6＜y＜2.5。
9.根据权利要求1所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，所述多孔基核中，氧元素的质量分数为0.05～15％，碳元素的质量分数为85％～99.5％。
10.根据权利要求1所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，在所述多孔基核表面形成碳包覆层时的温度不高于890℃。
11.根据权利要求10所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，形成碳包覆层时的碳源气体包括甲烷，三聚氰胺，苯胺，乙烯，乙炔，丙烷，丙炔，甲醇及氟碳气体中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的硅基储锂材料的制备方法，其特征在于，所述碳包覆层的厚度为0.5nm～10nm。
13.一种硅基储锂材料，其特征在于，包括：
多孔基核，所述多孔基核包括碳元素和氧元素，且所述多孔基核的孔道中包括晶粒尺寸不超过20nm的单质硅和非晶态的硅氮化合物；
碳包覆层，位于所述多孔基核的表面。
14.根据权利要求13所述的硅基储锂材料，其特征在于，越靠近所述孔道的内部，硅元素的浓度越低。
15.根据权利要求13所述的硅基储锂材料，其特征在于，在所述单质硅和非晶态的硅氮化合物中，所述单质硅的质量分数为60％～99.8％。
16.根据权利要求13所述的硅基储锂材料，其特征在于，所述多孔基核的孔道包括孔径小于2nm的微孔以及孔径在2nm～50nm的介孔，其中所述微孔的体积分数为30％～70％，所述介孔的体积分数为40％～60％，且所述孔道的孔体积为0.65m3/g～2.5m3/g。
17.根据权利要求13所述的硅基储锂材料，其特征在于，所述硅基储锂材料包括硅元素、氮元素及碳元素，且所述硅元素、氮元素及碳元素的摩尔比为1∶x∶y，其中0.03＜x＜y/2，0.6＜y＜2.5。
18.根据权利要求13所述的硅基储锂材料，其特征在于，所述多孔基核中，氧元素的质量分数为0.05～15％，碳元素的质量分数为85％～99.5％。
19.根据权利要求13所述的硅基储锂材料，其特征在于，所述碳包覆层包括单质碳，碳氢化合物，碳氮化合物及氟碳化合物中的至少一种。
20.根据权利要求13所述的硅基储锂材料，其特征在于，所述碳包覆层的厚度为0.5nm～10nm。
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