CN115425222A - 硅基负极材料及其制备方法及包含它的锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
公开一种硅基负极材料及其制备方法及包含它的锂离子电池，所述方法包括：向硅基材料通入气相碳源或使其经液相或固相包覆有机物，在500℃‑1200℃的温度下碳化处理0.1h‑100h，在所述硅基材料表面形成碳包覆层，制得包括硅基内核和碳包覆层的硅基负极材料；以及，对步骤(1)所得硅基负极材料进行分级处理，获得粒度分布范围窄的硅基负极材料。根据本发明方法制备的硅基负极材料具有较小的基体硅晶粒、较高的颗粒集中度和较高的D50，从而在脱嵌锂过程中体积膨胀较小，不易破裂形成新界面，基体均匀包覆高质量且完整度极好的碳层，SEI成膜致密完整，降低了充放电过程中对活性锂的消耗，从而改善了电池的循环和存储性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种硅基负极材料，其所含硅晶粒粒径小且粒径分布范围窄，此外，还涉及该硅基负极材料的制备方法及用途。
背景技术
电池动力新能源汽车的续航能力取决于电池的能量密度，随着消费者对汽车续航里程的要求不断提高，实现高能量密度成为动力电池近年来的发展方向。在传统石墨负极能量密度的潜力已得到充分挖掘的情况下，开发新型负极材料成为提高电池容量，解决能量密度问题，推动动力电池进一步发展的关键。
近年来的研究发现，在负极中引入氧化亚硅(SiOx)、硅(Si)等含硅材料可明显提高锂离子二次电池负极的克容量，硅基负极材料有望替代传统石墨负极实现能量密度的突破。然而，硅基负极材料在脱嵌锂过程中易于发生膨胀形变，反复脱嵌锂之后，出现材料体相粉化，导致初始SEI膜结构破坏，新界面产生，进而重复产生SEI膜，持续消耗活性锂，导致循环性能劣化。
目前，针对硅基负极材料存在的上述问题，研究方向主要集中于对硅基负极材料的基体施加包覆层进行保护，特别是对包覆层材料和包覆结构进行了广泛研究。例如，CN111146410披露了一种双层包覆硅基负极活性材料，第一包覆层包括钛元素，第二包覆层包括聚合物；CN109616654披露了一种C/Si/SiOx材料，内核SiOx颗粒包覆有复合层，复合层由碳纤维或碳片和Si颗粒组成，复合层之外还包覆有碳层；CN111048756披露了一种高电导率硅氧负极材料，硅基内核表面具有碳和快离子导体形成的包覆层，快离子导体在包覆层形成完整离子传输通道，直接连接所述硅基内核并延伸至包覆层表面。
以上研究均聚焦于通过包覆层材料的选择和包覆结构的设计来解决充放电过程中硅基体体积变化、SEI膜不稳定的问题，而未关注包覆过程中硅基体本身存在的缺陷，以及包覆温度与时间的控制对基体硅晶粒尺寸及颗粒粒度分布的影响。然而，在硅基负极材料脱嵌锂过程中，硅晶粒大小与颗粒体积膨胀收缩具有直接相关性，颗粒度过大会导致颗粒易碎，在反复脱嵌锂之后，产生严重的体相粉化，导致初始界面结构破坏和新鲜界面的产生，进而重复生成SEI膜，消耗活性锂，而颗粒度过小导致比表面积过大，初期成膜消耗过多锂导致可逆容量降低。此外，硅基负极材料中的硅晶粒如若粒度分布不均匀，则很难实现均匀、完整包覆，而包覆完整性和包覆层质量较差则会导致界面初期成膜疏松多孔，在循环和存储过程中，会持续成膜，消耗活性锂。
因而，仍需对硅基负极材料及其包覆工艺进行改进，在包覆过程中控制硅晶粒的粒径大小以及粒径分布，以更好地实现高质量、完整的包覆，进一步降低充放电过程中体积膨胀造成的不利影响，继而提高电池的电性能、循环性能及存储性能。
发明内容
本发明人经过大量的试验，发现通过控制材料的粒度和粒度集中分布程度，可以解决如上问题，并在此基础上完成本发明。
一方面，本发明提供一种硅基负极材料的制备方法，该方法包括：
步骤(1)：向硅基材料通入气相碳源或使其经液相或固相包覆有机物，在500℃-1200℃的温度下碳化处理0.1h-100h，在所述硅基材料表面形成碳包覆层，制得包括硅基内核和碳包覆层的硅基负极材料；以及
步骤(2)：对步骤(1)所得硅基负极材料进行分级处理，得到所述硅基负极材料，其中(D90-D10)/D50为0.5-1.5，Dmin为0.01-3 μm，D10为2-5 μm，D50为3-12 μm，D90为8-30 μm，Dmax为30-100 μm。
在根据本发明的方法的一种实施方式中，所述硅基材料选自氧化亚硅、SiOx(0＜x＜2)、纳米硅、硅碳、硅合金中的一种或多种，优选氧化亚硅和SiOx(0＜x＜2)。
在根据本发明的方法的一种实施方式中，所述气相碳源选自烷烃、烯烃、炔烃或含苯环类气相碳源中的一种或多种，优选乙炔和甲烷。
在根据本发明的方法的一种实施方式中，所述经液相或固相包覆的有机物选自沥青或树脂，优选沥青。
在根据本发明的方法的一种实施方式中，碳化处理温度优选为900-910℃，碳化处理时间优选为8-10h。
另一方面，本发明提供一种通过上述制备方法得到的硅基负极材料，其包括硅基内核和碳包覆层，其中所述硅基内核中硅晶粒尺寸d为0.1-4nm，粒度分布集中度(D90-D10)/D50为0.5-1.5，Dmin为0.01-3 μm，D10为2-5 μm，D50为3-12 μm，D90为8-30 μm，Dmax为30-100 μm。
在根据本发明的一种实施方式中，所述硅基材料选自氧化亚硅、SiOx(0＜x＜2)、纳米硅、硅碳、硅合金中的一种或多种，优选氧化亚硅和SiOx(0＜x＜2)。
在根据本发明的硅基负极材料的一种实施方式中，所述碳包覆层的质量占比基于所述硅基负极材料的总重为0.1-10 wt%。
在根据本发明的硅基负极材料的一种实施方式中，所述碳包覆层的石墨化度拉曼测试ID/IG比为0.3-5。
在根据本发明的硅基负极材料的一种实施方式中，所述硅基负极材料的D50与硅晶粒尺寸d的比值D50/d为2600-7000，D50与碳包覆层厚度h的比值D50/h为1-1200。
在根据本发明的硅基负极材料的一种实施方式中，所述硅基负极材料的比表面积BET为0.8-2.0m2/g。
在根据本发明的硅基负极材料的一种实施方式中，通过碱液测试，所述硅基负极材料48小时内的体积膨胀率小于150%。
另外，本发明还提供一种包括前述硅基负极材料的锂离子电池。
本发明通过将碳化包覆处理温度控制在较低范围内并适当控制处理时间以及后续进一步进行颗粒筛分处理，使得所提供的硅基负极材料基体硅晶粒具有较小的粒径，在脱嵌锂过程中体积膨胀较小，反复脱嵌锂过程中能够更好的维持材料的体相结构，不易破裂形成新界面而形成新的SEI膜，从而使得循环容量保持率明显提高。本发明的硅基负极材料还具有高的颗粒集中度，粒径分布范围窄，有利于基体均匀包覆高质量且完整度极好的碳层，使得硅基负极材料的SEI成膜致密完整，不会在充电过程中不断形成新的SEI膜而持续消耗活性锂，从而进一步保证了电池的循环和存储性能。此外，本发明提供的硅基负极材料具有较高的D50，材料的比表面积较小，从而降低了形成SEI膜时对活性锂的消耗。
具体实施方式
下面通过实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突即可相互结合。
在本文中，术语“硅晶粒”是指存在硅基内核中的纳米硅颗粒。
在本文中，术语“颗粒度”是指材料的粒径大小。
在本文中，术语“石墨化度”是指包覆碳素材料从无定形炭通过结构重排,其晶体接近完善石墨的程度。
在本文中，术语“分级”是指将物料投入例如1100目的筛网中进行过筛。由于颗粒的粒径不同，小粒径的颗粒会被筛网筛出，而筛网上可保留所需要的粒径的活性材料。
在下面的实例中，采用以下测试方法对所制备的硅基负极材料进行测试：
1.硅晶粒尺寸：使用D8 Super speed多晶X射线衍射仪进行测定，根据Scherrer方程，对所得XRD谱图上Si(220)峰进行计算确定。
2.颗粒度：通过激光粒度仪马尔文Malvin MS 3000进行测试。
3.碳含量：通过高频红外碳硫分析仪HW2000进行测试。
4.碳包覆层石墨化度：使用Renishaw inVia激光共焦拉曼光谱仪进行拉曼测试，计算D峰和G峰的峰强度确定。
此外，下述实例中使用的原料均可从市场上购得，对此并无特殊限制。
实施例1
<前驱体的制备>
将摩尔比为1:1.02的二氧化硅粉末和硅粉在VC混合机中混合均匀，将混合均匀的粉料在真空气氛炉样品室中，经1650℃高温真空处理，二氧化硅与硅发生反应生成氧化亚硅，升华的氧化亚硅在沉积室沉积得到块状氧化亚硅，将得到的沉积得到的氧化亚硅在气流粉碎机下进行粉碎，使用0.9MPa的压力进行气流粉碎后，然后经过除尘设备得到去除细粉的氧化亚硅前驱体粉末。
<前驱体的包覆>
将质量为20kg的上述裸粉置于连续回转炉中，在回转炉中通入惰性气体氩气和乙炔混合气体，氩气和乙炔气体流量比为1:1，先通气30min，排出炉管内的空气，然后以5℃/min的升温速率升温至800℃，在该温度下保持7h，待温度降至室温后取出样品，得到碳包覆的硅负极材料。
样品理化测试：
碳含量：使用碳硫测试仪测试碳包覆层含量为1wt%。
石墨化度：使用Renishaw inVia激光共焦拉曼光谱仪进行拉曼测试，计算D峰和G峰的峰高比确定，得到碳包覆层的石墨化度为ID/IG比为0.3。
粒径测试：使用达尔文激光粒度仪测试碳包覆的硅负极材料粒径，D90为4.4um，D50为3.5um，D10为2.6um，粒径集中度(D90-D10)/D50为0.51。
硅晶粒尺寸: 使用D8 SuperSpeed多晶X射线衍射仪进行测定，根据Scherrer方程，对所得XRD谱图上Si(220)峰进行计算，得到硅晶粒尺寸为6nm。
包覆层厚度：使用HRTEM对制得的样品进行测试，得到硅晶粒尺寸为6nm，碳包覆层厚度为10nm。
包覆完整度测试：将7克根据实施例1如上制得的硅基负极材料样品、7克9.09%的氢氧化钠水溶、2.5克0.25%的CMC水溶液混合均匀，移取4毫升上述混合溶液置于容量为5毫升的注射器中，封堵吸取端口，静置观察注射器体积变化，结果发现在48小时内样品在注射器中的体积膨胀率低于150%，证实根据本发明实施例1制备的硅基负极材料具有较高的包覆完整度。
在氩气中，在25℃的处理温度下，将1质量份数的所得硅基负极材料在20质量份数的预锂化溶液中(3mol/L的锂萘溶液，锂和萘摩尔比为1:1的DME溶液)浸泡处理120min。测定浸泡处理后的粒径分布D50'为3.8μm，与浸泡前的粒径分布D50进行比较，计算得到5%<(D50' - D50)/D50<40%，由此可见，根据本发明制得的硅基负极材料在电池中嵌满锂充满电后膨胀较小，具有优异的实用性。
将制得的材料按以下工艺步骤制备电池，并进行测试。
(1)正极极片的制备
将正极活性材料NCM523、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF按质量比96:2:2进行混合，加入溶剂NMP，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，然后经过冷压、分切得到正极极片。
(2)负极极片的制备
将制备得到的氧化亚硅活性材料与人造石墨活性材料按1:9的比例混合配置成混合活性材料，按不同质量比将混合活性材料、导电剂乙炔黑、SWCNT、聚丙烯酸PAA按质量比95:0.5:0.8:3.7进行混合，加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下搅拌至体系均一，获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，然后经过冷压、分切得到负极极片。
(3)电解液的制备
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按照按体积比1:1:1进行混合得到有机溶剂，接着将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于混合后的有机溶剂中，配制成浓度为1mol/L的电解液。
(4)隔离膜的制备
选聚乙烯膜作为隔离膜。
(5)锂离子电池的制备
将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯置于外包装壳中，干燥后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得锂离子电池。
性能测试
a)循环性能测试:
在25℃下，将实施例和对比例制备得到的锂离子电池以1C 倍率充电、以1C倍率放电，进行满充满放循环测试，直至锂离子电池的容量小于初始容量的80%，记录循环圈数，结果见下面的表1。
b)存储性能测试:
70℃高温加速存储
(1)电池在室温下，确保电池达到热平衡。0.33C恒流充电，0.1C恒压充，0.33C放电，循环三次，以最后一次放电容量作为初始容量，再0.33C恒流充电0.1C恒压充满电。
(2)电池放置在70℃温箱中保存7天后取出。
(3)存储后电池在室温下，确保电池达到热平衡，0.33C放电定容，再0.33C恒流充电0.1C恒压充，0.33C放电，以第一次放电容量/初始容量为容量保持率，实测结果见下面的表1。
有关实施例1的试验数据的各测试结果均总结于后面的表1中。
实施例2
<前驱体的制备>
将摩尔比为1:1.02的二氧化硅粉末和硅粉在VC混合机中混合均匀，将混合均匀的粉料在真空气氛炉样品室中，经1600℃高温真空处理，二氧化硅与硅发生反应生成氧化亚硅，升华的氧化亚硅在沉积室沉积得到块状氧化亚硅，将得到的沉积得到的氧化亚硅在气流粉碎机下进行粉碎，使用0.8MPa的压力进行气流粉碎后，然后经过除尘设备得到去除细粉的氧化亚硅前驱体粉末。
<前驱体的包覆>
将质量为20kg的上述裸粉置于连续回转炉中，在回转炉中通入氩气和乙炔混合气体，氩气和乙炔气体流量比为1:2，先通气30min，排出炉管内的空气，然后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在该温度下保持9h，待温度降至室温后取出样品，得到碳包覆的硅负极材料。
采用与实施例1相同的方式进行理化测试，测试结果见表1。
按与实施例1相同的方式制备电池并测试电性能，测试结果见表1。
实施例3
<前驱体的制备>
将摩尔比为1:1.02的二氧化硅粉末和硅粉在VC混合机中混合均匀，将混合均匀的粉料在真空气氛炉样品室中，经1450℃高温真空处理，二氧化硅与硅发生反应生成氧化亚硅，升华的氧化亚硅在沉积室沉积得到块状氧化亚硅，将得到的沉积得到的氧化亚硅在气流粉碎机下进行粉碎，使用0.7MPa的压力进行气流粉碎后，然后经过除尘设备得到去除细粉的氧化亚硅前驱体粉末。
<前驱体的包覆>
将质量为20kg的上述裸粉置于连续回转炉中，在回转炉中通入氩气和乙炔混合气体，氩气和乙烯气体流量比为1:3，先通气30min，排出炉管内的空气，然后以5℃/min的升温速率升温至920℃，在该温度下保持12h，待温度降至室温后取出样品，得到碳包覆的硅负极材料。
采用与实施例1相同的方式进行理化测试，测试结果见表1。
按与实施例1相同的方式制备电池并测试电性能，测试结果见表1。
实施例4
<前驱体的制备>
将摩尔比为1:1.02的二氧化硅粉末和硅粉在VC混合机中混合均匀，将混合均匀的粉料在真空气氛炉样品室中，经1450℃高温真空处理，二氧化硅与硅发生反应生成氧化亚硅，升华的氧化亚硅在沉积室沉积得到块状氧化亚硅，将得到的沉积得到的氧化亚硅在气流粉碎机下进行粉碎，使用0.75MPa的压力进行气流粉碎后，然后经过除尘设备得到去除细粉的氧化亚硅前驱体粉末。
<前驱体的包覆>
将质量为20kg的上述裸粉置于连续回转炉中，在回转炉中通入氩气和乙炔混合气体，氩气和乙炔气体流量比为1:1.8，先通气30min，排出炉管内的空气，然后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在该温度下保持8h，待温度降至室温后取出样品，得到碳包覆的硅负极材料。
采用与实施例1相同的方式进行理化测试，测试结果见表1。
按与实施例1相同的方式制备电池并测试电性能，测试结果见表1。
实施例5
<前驱体的制备>
将摩尔比为1:1.02的二氧化硅粉末和硅粉在VC混合机中混合均匀，将混合均匀的粉料在真空气氛炉样品室中，经1550℃高温真空处理，二氧化硅与硅发生反应生成氧化亚硅，升华的氧化亚硅在沉积室沉积得到块状氧化亚硅，将得到的沉积得到的氧化亚硅在气流粉碎机下进行粉碎，使用0.85MPa的压力进行气流粉碎后，然后经过除尘设备得到去除细粉的氧化亚硅前驱体粉末。
<前驱体的包覆>
将质量为20kg的上述裸粉置于连续回转炉中，在回转炉中通入氮气和乙炔混合气体，氮气和乙炔气体流量比为1:2.2，先通气30min，排出炉管内的空气，然后以5℃/min的升温速率升温至910℃，在该温度下保持10h，待温度降至室温后取出样品，得到碳包覆的硅负极材料。
采用与实施例1相同的方式进行理化测试，测试结果见表1。
按与实施例1相同的方式制备电池并测试电性能，测试结果见表1。
对比例1
<前驱体的制备>
将摩尔比为1:1.02的二氧化硅粉末和硅粉在VC混合机中混合均匀，将混合均匀的粉料在真空气氛炉样品室中，经1650℃高温真空处理，二氧化硅与硅发生反应生成氧化亚硅，升华的氧化亚硅在沉积室沉积得到块状氧化亚硅，将得到的沉积得到的氧化亚硅在气流粉碎机下进行粉碎，使用1.0MPa的压力进行气流粉碎后，然后经过除尘设备得到去除细粉的氧化亚硅前驱体粉末。
<前驱体的包覆>
将质量为20kg的上述裸粉置于连续回转炉中，在回转炉中通入氩气和乙炔混合气体，氩气和乙炔气体流量比为5:1，先通气30min，排出炉管内的空气，然后以5℃/min的升温速率升温至650℃，在该温度下保持3h，待温度降至室温后取出样品，得到碳包覆的硅负极材料。
采用与实施例1相同的方式进行理化测试，测试结果见表1。
按与实施例1相同的方式制备电池并测试电性能，测试结果见表1。
对比例2
<前驱体的制备>
将摩尔比为1:1.02的二氧化硅粉末和硅粉在VC混合机中混合均匀，将混合均匀的粉料在真空气氛炉样品室中，经1650℃高温真空处理，二氧化硅与硅发生反应生成氧化亚硅，升华的氧化亚硅在沉积室沉积得到块状氧化亚硅，将得到的沉积得到的氧化亚硅在气流粉碎机下进行粉碎，使用0.6MPa的压力进行气流粉碎后，然后经过除尘设备得到去除细粉的氧化亚硅前驱体粉末。
<前驱体的包覆>
将质量为20kg的上述裸粉置于连续回转炉中，在回转炉中通入氮气和乙炔混合气体，氮气和乙炔气体流量比为1:5，先通气30min，排出炉管内的空气，然后以5℃/min的升温速率升温至950℃，在该温度下保持16h，待温度降至室温后取出样品，得到碳包覆的硅负极材料。
采用与实施例1相同的方式进行理化测试，测试结果见表1。
按与实施例1相同的方式制备电池并测试电性能，测试结果见表1。
表1
| 序号 | 碳层厚度Hnm | 包覆碳含量wt% | 硅晶粒尺寸 dnm | D90 μm | D50 μm | D10 μm | (D90-D10)/D50 | BET m2/g | D50/d | ID/IG | 循环圈数 | 存储容量保持率% |
| 实施例1 | 20 | 0.1 | 0.5 | 8 | 3.5 | 2 | 1.33 | 0.8 | 7000 | 0.3 | 890 | 84 |
| 实施例2 | 250 | 3 | 2 | 10 | 7 | 3.5 | 0.93 | 1.4 | 3500 | 2.5 | 950 | 85.2 |
| 实施例3 | 500 | 10 | 4 | 23 | 13 | 5 | 1.38 | 2 | 3250 | 5 | 910 | 83.2 |
| 实施例4 | 50 | 2.5 | 2 | 9 | 6 | 2 | 1.17 | 0.9 | 3000 | 2 | 1050 | 86.8 |
| 实施例5 | 100 | 3.5 | 3 | 11 | 8 | 4 | 1.00 | 1.5 | 2666 | 4 | 1190 | 86.3 |
| 对比例1 | 20 | 0.5 | 0.05 | 7 | 2 | 1 | 3.00 | 0.5 | 40000 | 0.2 | 750 | 79.8 |
| 对比例2 | 800 | 15 | 6 | 50 | 15 | 6 | 2.93 | 2.5 | 2500 | 6 | 780 | 80.2 |
(D90-D10)/D50控制在大于0.5小于1.5，颗粒度较为集中，包覆时可以达到较好的包覆完整度；当其值小于0.5时候，对制作要求较高，制作成本上升较大，且物料损耗过多；当其值大于1.5时，颗粒集中度较差，在包碳工艺中很难包覆均匀且完整。
控制包覆碳层无定形度ID/IG在0.3-5的范围内，此范围内ID/IG显示了该材料碳层质量较好，结晶度高，导电性好；小于该值则碳层质量差，会导致负极形成SEI膜成膜质量差，不利于电池性能发挥；高于该值则需要升高反应温度，这样又会加剧基体本身歧化反应的进行。
氧化亚硅活性材料BET设置在0.8-2.0m2/g，小于此范围内比表面积不适合SEI和负极材料之间的结合，后期循环会重新增长；大于此范围内的比表面积，会过度消耗活性锂，会导致容量的过渡衰减。
经过以上工艺设计的硅基负极材料具有较好的容量保持率，其循环中容量衰减较慢，且高温存储后容量保持率较高，具有极大的市场应用前景。
以上结合了优选实施方式对本申请进行了说明，然而这些实施方式仅为范例性起到说明性作用。在此基础上，可对本申请进行多种替换和改进，均落入本申请保护范围内。
Claims (12)
1.一种硅基负极材料的制备方法，该方法包括：
步骤(1)：向硅基材料通入气相碳源或使其经液相或固相包覆有机物，在500℃-1200℃的温度下碳化处理0.1h-100h，在所述硅基材料表面形成碳包覆层，制得包括硅基内核和碳包覆层的硅基负极材料；以及
步骤(2)：对步骤(1)所得硅基负极材料进行分级处理，得到所述硅基负极材料，其中该硅基负极材料的(D90-D10)/D50为0.5-1.5，D10为2.6-5 μm，D50为3.5-10μm，D90为4.4-20μm。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅基材料选自氧化亚硅、SiOx(0＜x＜2)、纳米硅、硅碳、硅合金中的一种或多种，优选氧化亚硅和SiOx(0＜x＜2)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述气相碳源选自烷烃、烯烃、炔烃或含苯环类气相碳源中的一种或多种，优选乙炔和甲烷。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述经液相或固相包覆的有机物选自沥青、煤焦油、酚醛树脂，优选沥青。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳化处理温度为900-910℃，碳化处理时间为8-10h。
6.一种根据前述权利要求1~5中任一项所述方法制备的硅基负极材料，包括硅基内核和碳包覆层，其中该硅基负极材料的粒度分布集中度(D90-D10)/D50为0.5-1.5，D10为2.6-5 μm，D50为3.5-10μm，D90为4.4-20μm。
7.根据权利要求6所述的硅基负极材料，其中所述硅基材料选自氧化亚硅、SiOx(0＜x＜2)、纳米硅、硅碳、硅合金中的一种或多种，优选氧化亚硅和SiOx(0＜x＜2)。
8.根据权利要求6所述的硅基负极材料，其中所述碳包覆层的质量占比基于所述硅基负极材料的总重为1-10 wt%。
9.根据权利要求6所述的硅基负极材料，其中所述碳包覆层的石墨化度拉曼测试ID/IG比为0.3-5。
10.根据权利要求6所述的的硅基负极材料，其中所述硅基负极材料的D50与硅晶粒尺寸d的比值D50/d为2600-7000。
11.根据权利要求6所述的硅基负极材料，其中所述硅基负极材料的比表面积BET为0.8-2.0m2/g。
12.一种锂离子电池，其包含权利要求6-11中任一项所述的硅基负极材料。
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