CN116111065A - 硅碳负极材料、硅碳负极材料的制备方法和锂离子电池 - Google Patents

硅碳负极材料、硅碳负极材料的制备方法和锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种硅碳负极材料、硅碳负极材料的制备方法和锂离子电池。所述硅碳负极材料包括多孔碳以及位于所述多孔碳孔洞内的纳米硅颗粒，所述多孔碳表面包覆有无机盐。本发明提供的硅碳负极材料，在无机盐的作用下，纳米硅沉积于多孔碳的孔洞内，而不会落于多孔碳材料的表面，大大降低了硅储锂过程中的体积膨胀，从而提升了负极材料的循环性能和倍率性能。

Description

硅碳负极材料、硅碳负极材料的制备方法和锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种硅碳负极材料、硅碳负极材料的制备方法和锂离子电池。
背景技术
可充电锂离子电池(LIB)广泛用于便携式电子产品，在电动汽车和固定式储能方面表现出巨大潜力。为了满足不断增长的市场需求，高比容量负极材料的应用受到了越来越广泛的关注。其中，硅以其优越的理论比容量(约4200mAh/g)，较低的脱嵌锂电位(约0.5V)，以及极高的储量(地壳中储量排第二)等优势被认为是最有前景的下一代商用负极材料。然而硅基负极材料在充放电过程中，硅锂合金的生成与分解伴随着巨大的体积变化，而剧烈的体积变化导致硅颗粒破裂粉化、负极活性物质从电极片上脱落以及因粉化和脱落引起固相电解质层(SEI膜)持续形成。
目前降低硅材料的膨胀措施主要方法有：1)在纳米硅材料表面包覆碳材料，提高其导电性和降低其材料膨胀率；2)制备出孔状模板，并将硅材料嵌入孔洞中，降低其膨胀率；或者制备多孔硅材料，降低其膨胀；3)包覆膨胀率低、导电性强的材料，比如石墨烯、碳纳米管等材料，以降低硅材料的膨胀率并提高其导电性。但是，上述方案虽然对硅碳负极材料的膨胀有一定的改善，但是效果不明显，比如包覆不均匀且包覆层厚度较厚、纳米硅容易自身团聚造成其均一性差、包覆层物质导电性较差等，导致硅碳复合材料的比容量不能完全发挥出来，同时循环性能和倍率性能较差，使其难以市场化推广。
因此，如何有效地抑制硅材料的体积膨胀，提升负极材料的电化学性能，是急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种硅碳负极材料、硅碳负极材料的制备方法和锂离子电池。本发明提供的硅碳负极材料，在无机盐的作用下，纳米硅沉积于多孔碳的孔洞内，而不会落于多孔碳材料的表面，大大降低了硅在储锂过程中的体积膨胀；从而提升了负极材料的循环性能和倍率性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种硅碳负极材料，所述硅碳负极材料包括多孔碳以及位于所述多孔碳孔洞内的纳米硅颗粒，所述多孔碳表面包覆有无机盐。
本发明中的无机盐位于多孔碳材料的表面，且不会覆盖多孔碳材料的孔洞。
本发明提供的硅碳负极材料，在无机盐的作用下，纳米硅沉积于多孔碳的孔洞内，而不会落于多孔碳材料的表面，大大降低了硅在储锂过程中的体积膨胀；从而提升了负极材料的循环性能和倍率性能。
优选地，所述多孔碳表面及孔洞内还包覆有碳层。
本发明中，碳层包覆于多孔碳表面及孔洞内，大大提升硅碳负极材料的导电性能，同时沉积到多孔碳孔洞中的碳层，能进一步抑制孔洞内硅的体积膨胀；且因硅不沉积在多孔碳表面，使多孔碳表面的碳层包覆更加均匀。
第二方面，本发明提供一种硅碳负极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将碳源前驱体与无机盐溶液混合包覆，得到无机盐包覆的碳源前驱体；
(2)将步骤(1)所述无机盐包覆的碳源前驱体与刻蚀剂混合，碳化，得到无机盐包覆的多孔碳材料；
(3)将硅烷通过沉积法在步骤(2)所述无机盐包覆的多孔碳材料中进行沉积，得到硅碳负极材料。
本发明提供的制备方法，先在碳源前驱体表面包覆无机盐，且无机盐在碳源前躯体表面疏松包覆，即不会完全覆盖碳源前驱体的表面，然后利用刻蚀剂在碳化过程中对碳源前驱体进行刻蚀，刻蚀剂会刻蚀碳源前驱体表面未包覆无机盐的部分，从而在碳化过程中同时形成了多孔碳结构，且不会破坏其表面包覆的无机盐材料，无机盐材料具有极高的极性，而硅烷则与之相反，在沉积过程中表面的无机盐作为疏硅烷结构，避免了硅烷沉积得到的纳米硅沉积于多孔碳的表面，纳米硅沉积于多孔碳的孔洞内，多孔碳孔洞内可以容纳硅储锂过程中的体积膨胀，从而消除了锂插入过程中产生的应力，避免了出现硅储锂过程中体积膨胀，致使电极断裂粉化、电阻增大、循环性能骤降的情况。
本发明中，如果不对碳源前驱体进行无机盐的预包覆，直接制备得到多孔碳材料，则会导致无法产生疏硅烷结构的多孔碳材料，从而出现纳米硅在多孔碳表面沉积的情况。且如果将无机盐在碳化后进行包覆，则会出现多孔碳表面和孔洞内均包覆有无机盐，会影响硅烷在多孔碳内部的沉积效果，同时也会造成多孔碳表面沉积硅，导致材料电化学性能劣化；同时，如果选用其他的非极性盐材料，如环烷酸钴、二甲基锌和辛酸亚锡，则同样无法解决纳米硅在多孔碳表面沉积的问题。
优选地，步骤(1)所述碳源前驱体包括高分子聚合物、煤油化工副产物或生物质中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述碳源前驱体不溶于水。
优选地，步骤(1)所述无机盐包括磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐或硝酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(1)所述无机盐中的阳离子为金属阳离子，所述金属阳离子包括锂、钠、钾、镁、钙、钡、铝、铁、锌、铜、银等离子。
本发明中，无机盐为耐高温的极性无机盐材料，优选为金属无机盐时，可以避免后续的高温沉积和碳化过程中盐的分解，而无机盐一旦分解，则会导致多孔碳表面的疏硅烷结构消失，从而出现纳米硅在多孔碳表面沉积的情况。
优选地，步骤(1)所述无机盐溶液的摩尔浓度为0.001～1mol/L，例如0.001mol/L、0.005mol/L、0.008mol/L、0.01mol/L、0.03mol/L、0.05mol/L、0.08mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L或1mol/L等，优选为0.01～0.05mol/L。
本发明中，无机盐溶液的摩尔浓度在进一步优选的范围内时，可以更好地对碳源前驱体进行包覆；而摩尔浓度过低，低于0.001mol/L，则会出现包覆时间长，且包覆量少的情况，过高，高于1mol/L，又会导致包覆过厚过致密，而刻蚀效果不佳。
优选地，步骤(1)所述碳源前驱体与无机盐溶液的固液比为1～70％，例如1％、3％、5％、8％、10％、13％、15％、18％、20％、23％、25％、28％、30％、33％、35％、38％、40％、43％、45％、48％、50％、53％、55％、58％、60％、63％、65％、68％或70％等，优选为5～20％。
优选地，步骤(1)所述混合包覆过程中的温度为100～200℃，例如100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃或200℃等。
本发明中，混合包覆过程中的温度过低，会导致包覆时间长或包覆效果不佳，而温度过高，又会导致反应过于剧烈产生副反应或高温下带来安全隐患。
优选地，步骤(1)所述混合包覆的时间为1～12h，例如1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h或12h等。
优选地，步骤(1)所述混合包覆过程中的压力为0.1～1.5MPa，例如0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1MPa、1.1MPa、1.2MPa、1.3MPa、1.4MPa或1.5MPa等。
本发明中，混合包覆可在水热反应釜或高压反应釜中进行，且混合包覆过程中如果压力过低，不利于包覆反应的进行，过高，又会增加安全隐患，同时可能导致副反应的发生。
优选地，对步骤(1)所述混合包覆后的物质进行固液分离、干燥和解聚。
优选地，步骤(2)中，无机盐包覆的碳源前驱体与刻蚀剂的质量比为10:(9～12)，例如10:9、10:10、10:11或10:12等。
优选地，步骤(2)所述刻蚀剂包括氢氧化钾、碳酸钾或氯化锌中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(2)所述碳化的温度为750～850℃，例如750℃、780℃、800℃、830℃或850℃等。
优选地，步骤(2)所述碳化的时间为1～3h，例如1h、2h或3h等。
优选地，步骤(3)所述硅烷包括三(三甲硅基)硅烷、甲硅烷、乙硅烷、四氟硅烷、四氯化硅、六甲基二硅烷等非极性硅烷中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(3)所述沉积方式包括化学气相沉积；
优选地，步骤(3)所述化学气相沉积过程中还包括载气。
优选地，步骤(3)所述化学气相沉积的温度为500～2000℃，例如500℃、800℃、1000℃、1300℃、1500℃、1800℃或2000℃等。
优选地，步骤(3)所述化学气相沉积的时间为10min～48h，例如10min、1h、3h、5h、8h、10h、15h、20h、25h、30h、35h、40h、45h或48h等。
优选地，步骤(3)所述化学气相沉积后进行碳包覆。
本发明中，多孔碳表面具有疏硅烷结构，从而使得纳米硅不会沉积于多孔碳的表面，不仅有利于后续碳包覆的均匀包覆，还防止了纳米硅一旦包覆于多孔碳表面，在储锂过程中的膨胀将碳层破坏，避免了负极材料电化学性能的下降。
优选地，所述碳包覆包括气相碳包覆。
优选地，所述气相碳包覆的碳源包括碳氢化合物碳源。
优选地，所述气相碳包覆的温度为500～2000℃，例如500℃、800℃、1000℃、1300℃、1500℃、1800℃或2000℃等。
优选地，所述气相碳包覆的时间为10min～48h，例如10min、1h、3h、5h、8h、10h、15h、20h、25h、30h、35h、40h、45h或48h等。
作为优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将碳源前驱体与摩尔浓度为0.01～0.05mol/L的金属无机盐溶液以5～20％的固液比在100～200℃和0.1～1.5MPa的条件下进行混合包覆1～12h，固液分离，干燥，解聚，得到无机盐包覆的碳源前驱体；
(2)将步骤(1)所述无机盐包覆的碳源前驱体与刻蚀剂以10:(9～12)的质量比混合，750～850℃下碳化1～3h，得到无机盐包覆的多孔碳材料；
(3)将硅烷通过化学气相沉积法，以500～2000℃的温度在步骤(2)所述无机盐包覆的多孔碳材料中沉积10min～48h，得到多孔碳的孔洞内沉积纳米硅的内核材料，再对内核材料进行碳包覆，得到硅碳负极材料。
更进一步地，本发明第二方面提供的制备方法用于制备第一方面所述的硅碳负极材料。
第三方面，本发明还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如第一方面所述的硅碳负极材料或如第二方面所述的硅碳负极材料的制备方法制备得到的硅碳负极材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的硅碳负极材料，在无机盐的作用下，纳米硅沉积于多孔碳的孔洞内，而不会落于多孔碳材料的表面，大大降低了硅储锂过程中的体积膨胀；且因为纳米硅不沉积在多孔碳表面，使的碳包覆层更加均匀，从而提升了负极材料的循环性能和倍率性能。
(2)本发明提供的制备方法，无机盐在碳源前驱体表面疏松包覆，即不会完全覆盖碳源前驱体的表面，然后利用刻蚀剂在碳化过程中对碳源前驱体进行刻蚀，刻蚀剂会刻蚀碳源前驱体表面未包覆无机盐的部分，从而在碳化过程中同时形成了多孔碳结构，且不会破坏其表面包覆的无机盐材料，利用无机盐材料与硅烷具有相反的极性，从而多孔碳材料的表面形成了疏硅烷结构，避免了硅烷沉积得到的纳米硅沉积于多孔碳的表面，使得纳米硅最终均沉积于多孔碳的孔洞内，多孔碳的孔洞内部可以容纳硅储锂过程中的体积膨胀，从而消除了锂插入过程中产生的应力，避免了出现硅储锂过程中体积膨胀，致使电极断裂粉化、电阻增大、循环性能骤降的情况；且纳米硅不会沉积于多孔碳的表面，有利于后续碳包覆的均匀包覆，还防止了纳米硅一旦包覆于多孔碳表面，在储锂过程中的膨胀将碳层破坏，从而避免了负极材料电化学性能的下降。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种硅碳负极材料，所述硅碳负极材料包括内核以及位于所述内核表面的碳包覆层，所述内核包括多孔碳以及位于所述多孔碳孔洞内的纳米硅颗粒，所述多孔碳表面包覆有磷酸锂。
所述硅碳负极材料的制备方法如下：
(1)氩气气氛下，将聚糠醇与磷酸锂溶液(摩尔浓度为0.01mo/L)以25％的固液比混合加入高压反应釜中进行混合包覆，设置包覆过程中的保温温度为150℃，压力为0.5MPa，时间为8h，混合包覆后依次进行固液分离(抽滤)、干燥和解聚，得到磷酸锂包覆的聚糠醇；
(2)将磷酸锂包覆的聚糠醇与氢氧化钾以10:10的质量比混合均匀后，研磨充分，800℃下碳化2h，然后冷却，过滤，洗涤并干燥，得到磷酸盐包覆的多孔碳(磷酸锂包覆于多孔碳表面)；
(3)将磷酸盐包覆的多孔碳置于化学气相沉积炉中，然后利用载气(氩气)将气态甲硅烷(硅源)在1000℃下沉积反应15h，在磷酸盐包覆的多孔碳材料的孔洞内部得到纳米硅颗粒；然后以乙烯为气相碳源，800℃下进行气相碳包覆10h，得到所述硅碳负极材料。
实施例2
本实施例提供一种硅碳负极材料，所述硅碳负极材料包括内核以及位于所述内核表面的碳包覆层，所述内核包括多孔碳以及位于所述多孔碳孔洞内的纳米硅颗粒，所述多孔碳表面包覆有硫酸钠。
所述硅碳负极材料的制备方法如下：
(1)氩气气氛下，将酚醛树脂与硫酸钠溶液(摩尔浓度为0.03mol/L)以20％的固液比混合加入高压反应釜中进行混合包覆，设置包覆过程中的保温温度为100℃，压力为0.1MPa，时间为12h，混合包覆后依次进行固液分离(抽滤)、干燥和解聚，得到硫酸钠包覆的酚醛树脂；
(2)将硫酸钠包覆的酚醛树脂与氯化锌以10:9的质量比混合均匀后，研磨充分，850℃下碳化1h，然后冷却，过滤，洗涤并干燥，得到硫酸钠包覆的多孔碳(硫酸钠包覆于多孔碳表面)；
(3)将硫酸钠包覆的多孔碳置于化学气相沉积炉中，然后利用载气(氮气)将气态乙硅烷(硅源)在800℃下沉积反应20h，在硫酸钠包覆的多孔碳的孔洞内部得到纳米硅颗粒；然后以乙炔为气相碳源，1000℃下进行气相碳包覆8h，得到所述硅碳负极材料。
实施例3
本实施例提供一种硅碳负极材料，所述硅碳负极材料包括内核以及位于所述内核表面的碳包覆层，所述内核包括多孔碳以及位于所述多孔碳孔洞内的纳米硅颗粒，所述多孔碳表面包覆有硝酸铝。
所述硅碳负极材料的制备方法如下：
(1)氩气气氛下，将煤焦油与硝酸铝溶液(摩尔浓度为0.05mol/L)以50％的固液比混合加入水热反应釜中进行混合包覆，设置包覆过程中的保温温度为200℃，压力为1MPa，时间为2h，混合包覆后依次进行固液分离(抽滤)、干燥和解聚，得到硝酸铝包覆的煤焦油；
(2)将硝酸铝包覆的煤焦油与碳酸钾以10:12的质量比混合均匀后，研磨充分，750℃下碳化3h，然后冷却，过滤，洗涤并干燥，得到硝酸铝包覆的多孔碳(硝酸铝包覆于多孔碳表面)；
(3)将硝酸铝包覆的多孔碳置于化学气相沉积炉中，然后利用载气(氩气)将气态六甲基二硅烷(硅源)在1500℃下沉积反应5h，在硝酸铝包覆的多孔碳材料的孔洞内部得到纳米硅颗粒；然后以乙烯为气相碳源，800℃下进行气相碳包覆10h，得到所述硅碳负极材料。
实施例4
本实施例与实施例1的区别为，本实施例中磷酸锂的摩尔浓度为1mol/L。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例5
本实施例与实施例1的区别为，本实施例中磷酸锂替换为磷酸二氢铵。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例6
本实施例与实施例1的区别为，本实施例步骤(1)中保温温度(混合包覆)为80℃。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例7
本实施例与实施例1的区别为，本实施例步骤(1)中保温温度(混合包覆)为230℃。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对比例1
本对比例与实施例1的区别为，本对比例提供的硅碳负极材料中，纳米硅位于多孔材料的孔洞内部以及多孔碳材料的表面，且多孔碳材料的表面未包覆磷酸锂，制备方法中，不进行步骤(1)，直接将碳源前驱体聚糠醇进行步骤(2)和(3)。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对比例2
本对比例与实施例1的区别为，本对比例中将磷酸锂替换为环烷酸钴。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对比例3
本对比例与实施例1的区别为，本对比例先进行步骤(2)，再进行步骤(1)。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
将实施例1-7与对比例1-3提供的硅碳负极材料制备得到负极极片，然后以锂片为对电极，制备得到电池。以N-甲基吡咯烷酮为溶剂配制质量分数为7％的聚偏氟乙烯溶液，将实施例1-7与对比例1-3提供的负极材料、聚偏氟乙烯、导电碳黑按质量比80:10:10混合均匀，涂于铜箔上，将涂好的极片放入温度为90℃真空干燥箱中真空干燥4小时，辊压到面密度为4-7mg/cm2备用，金属锂片为对电极，以1mol/L LiPF6的三组分混合溶剂按EC:DMC:EMC＝1:1:1(体积比)混合液为电解液，然后在充氩气的手套箱中装配成2032型扣式电池。
将实施例1-7与对比例1-3提供的电池进行测试，测试条件为充放电电压范围为5mV至2.0V，测试1C下的快速充电性能和100圈电容保持率，测试结果如表1所示。
表1
Figure GDA0004119981840000111
Figure GDA0004119981840000121
从实施例1与实施例4的数据结果可知，无机盐溶液的摩尔浓度过高，导致包覆过厚过致密，而刻蚀效果不佳，硅的体积膨胀无法充分抑制。
从实施例1与实施例5的数据结果可知，无机盐为高温下易分解的非金属无机盐时，会导致多孔碳表面的疏硅烷结构失效，硅部分沉积在多孔碳表面。
从实施例1与实施例6和7的数据结果可知，步骤(1)的混合包覆过程中，温度过低，使得无机盐包覆量过少，刻蚀后的疏硅烷结构不够致密，而温度过高，又会导致刻蚀前无机盐包覆层过于致密，影响刻蚀效果。
从实施例1与对比例1的数据结果可知，不对碳源进行无机盐的包覆，因此硅会部分沉积在多孔碳表面。
从实施例1与对比例2的数据结果可知，碳源表面包覆的如果为非极性盐，则不能解决硅在多孔碳表面沉积的问题。
从实施例1与对比例3的数据结果可知，碳源如果先刻蚀再包覆，则多孔碳孔洞内同样被无机盐包覆，会影响硅在多孔碳孔洞内的沉积，同时也会造成多孔碳表面沉积部分硅。
综上所述，本发明将无机盐在碳源表面疏松包覆，即不会完全覆盖碳源的表面，通过刻蚀剂刻蚀碳源表面未包覆无机盐的部分，形成了多孔碳结构，且不会破坏其表面包覆的无机盐材料，利用无机盐材料与硅烷具有相反的极性，从而多孔碳材料的表面形成了疏硅烷结构，避免了硅烷沉积得到的纳米硅沉积于多孔碳的表面，使得纳米硅最终均沉积于多孔碳的孔洞内，多孔碳的孔洞内部可以容纳硅储锂过程中的体积膨胀，从而消除了锂插入过程中产生的应力，避免了出现硅储锂过程中体积膨胀，致使电极断裂粉化、电阻增大、循环性能骤降的情况；且纳米硅不会沉积于多孔碳的表面，有利于后续碳包覆的均匀包覆，还防止了纳米硅一旦包覆于多孔碳表面，在储锂过程中的膨胀将碳层破坏，从而避免了负极材料电化学性能的下降，从而使得本发明提供的硅碳负极材料的循环性能和倍率性能得到了提升。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料包括多孔碳以及位于所述多孔碳孔洞内的纳米硅颗粒，所述多孔碳表面包覆有无机盐。
2.根据权利要求1所述的硅碳负极材料，其特征在于，所述多孔碳表面及孔洞内还包覆有碳层。
3.一种硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将碳源前驱体与无机盐溶液混合包覆，得到无机盐包覆的碳源前驱体；
(2)将步骤(1)所述无机盐包覆的碳源前驱体与刻蚀剂混合，碳化，得到无机盐包覆的多孔碳材料；
(3)将硅烷在步骤(2)所述无机盐包覆的多孔碳材料中进行沉积，得到硅碳负极材料。
4.根据权利要求3所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碳源前驱体包括高分子聚合物、煤油化工副产物或生物质中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述碳源前驱体不溶于水；
优选地，步骤(1)所述无机盐包括磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐或硝酸盐中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(1)所述无机盐中的阳离子为金属阳离子；
优选地，步骤(1)所述无机盐溶液的摩尔浓度为0.001～1mol/L，优选为0.01～0.05mol/L；
优选地，步骤(1)所述碳源前驱体与无机盐溶液的固液比为1～70％，优选为5～20％。
5.根据权利要求3或4所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合包覆过程中的温度为100～200℃；
优选地，步骤(1)所述混合包覆的时间为1～12h；
优选地，步骤(1)所述混合包覆过程中的压力为0.1～1.5MPa；
优选地，对步骤(1)所述混合包覆后的物质进行固液分离、干燥和解聚。
6.根据权利要求3-5任一项所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，无机盐包覆的碳源前驱体与刻蚀剂的质量比为10:(9～12)；
优选地，步骤(2)所述刻蚀剂包括氢氧化钾、碳酸钾或氯化锌中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求3-6任一项所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述碳化的温度为750～850℃；
优选地，步骤(2)所述碳化的时间为1～3h。
8.根据权利要求3-7任一项所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述硅烷包括三(三甲硅基)硅烷、甲硅烷、乙硅烷、四氟硅烷、四氯硅烷、六甲基二硅烷等非极性硅烷的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(3)所述沉积方式包括化学气相沉积；
优选地，步骤(3)所述化学气相沉积过程中还包括载气；
优选地，步骤(3)所述化学气相沉积的温度为500～2000℃；
优选地，步骤(3)所述化学气相沉积的时间为10min～48h；
优选地，步骤(3)所述化学气相沉积后进行碳包覆；
优选地，所述碳包覆包括气相碳包覆；
优选地，所述气相碳包覆的碳源包括碳氢化合物碳源；
优选地，所述气相碳包覆的温度为500～2000℃；
优选地，所述气相碳包覆的时间为10min～48h。
9.根据权利要求3-8任一项所述的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将碳源前驱体与摩尔浓度为0.01～0.5mol/L的金属无机盐溶液以5～20％的固液比在100～200℃和0.1～1.5MPa的条件下进行混合包覆1～12h，固液分离，干燥，解聚，得到无机盐包覆的碳源前驱体；
(2)将步骤(1)所述无机盐包覆的碳源前驱体与刻蚀剂以10:(9～12)的质量比混合，750～850℃下碳化1～3h，得到无机盐包覆的多孔碳材料；
(3)将硅烷通过化学气相沉积法，以500～2000℃的温度在步骤(2)所述无机盐包覆的多孔碳材料中沉积10min～48h，得到多孔碳的孔洞内沉积纳米硅的内核材料，再对内核材料进行碳包覆，得到硅碳负极材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求1或2所述的硅碳负极材料或如权利要求3-9任一项所述的硅碳负极材料的制备方法制备得到的硅碳负极材料。
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