CN116666591A - 硅基材料、包含硅基材料的电化学装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硅基材料、包含硅基材料的电化学装置，具体涉及电池材料技术领域。该硅基材料的颗粒尺寸满足(DV,90‑DV,10)/DV,50为1.0～3.0，其中DV,50为5.0～20.0μm；所述硅基材料包含硅基复合材料颗粒，所述硅基复合材料颗粒包括多孔基体和分布于多孔基体孔道内的硅纳米颗粒。通过对硅基材料的粒度分布进行优化、搭配，硅基材料的加工性能提升，包含该硅基材料的电化学装置具有较佳的循环稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电池材料技术领域，尤其是涉及一种硅基材料、包含硅基材料的电化学装置。
背景技术
硅具有极高的理论比容量，常温条件下可形成Li15Si4合金，理论容量达到3579mAh/g，正在替代传统石墨负极成为新一代高比能二次电池负极材料。但是，硅基负极存在嵌锂过程中体积膨胀大的问题，满嵌锂情况下体积膨胀可达到300％，充放电过程中反复的体积膨胀收缩容易导致电极表面的SEI膜反复破坏、再生，电池容量衰减；进一步地，将导致负极材料颗粒粉化，脱离电接触而失效，二者均导致电池寿命降低，限制了其产业化应用。近年来，通过优化硅基负极材料的结构和界面，其体积膨胀已经有了一定程度的降低，但是，这种改善对于硅负极实际应用还不够。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，提供硅基材料，将硅纳米颗粒均匀沉积在多孔基体的孔道内，限制硅纳米颗粒嵌锂膨胀，并在此基础上对硅基材料的粒度分布进行优化、搭配，以改善硅基材料的循环性能和加工性能。
根据本发明的一个方面，提供硅基材料，所述硅基材料的颗粒尺寸满足(DV,90-DV,10)/DV,50为0.9～3.0，其中DV,50为5.0～20.0μm；
所述硅基材料包含硅基复合材料颗粒，所述硅基复合材料颗粒包含多孔基体和分布于多孔基体孔道内的硅纳米颗粒。
可选地，所述硅纳米颗粒的尺寸为0.4～10nm，和/或，所述硅基材料中硅元素的含量为10～90wt.％。
可选地，由所述硅基材料制得的极片，在极片压实密度为1.5～1.7cm3/g时，破碎颗粒所占的百分比小于30％。
优选地，破碎颗粒所占的百分比小于10％。
可选地，所述硅基材料在1吨压力下的粉末压实密度为0.8～2.0g/cm3。
可选地，所述硅基材料的粒度分布满足以下条件中的至少一种：
(1)DV,min为0.3～3.0μm；
(2)DV,10为1.0～8.0μm；
(3)DV,max为20.0～50.0μm。
可选地，所述硅基材料的粒度分布曲线仅具有一个极大值点A1，所述A1处的粒径为5.0～20.0μm。
可选地，所述硅基材料的粒度分布微分曲线在所述极大值点A1前具有一极小值点a1，所述a1处的粒径为0.8～5.0μm。
可选地，所述硅基材料的粒度分布曲线具有至少两个极大值点B1和B2，所述B1处的粒径为0.3～5.0μm，所述B2处的粒径为5.0～20.0μm。
可选地，所述硅基材料的比表面积为0.1～50m2/g，总孔容为0.001～0.05cm3/g。
可选地，所述多孔基体包括多孔碳骨架、多孔金属骨架、多孔金属氧化物骨架、多孔金属有机骨架和多孔有机无机杂化材料骨架中的一种或多种。
可选地，所述硅纳米颗粒以单质硅为主，可选地，包含硅氧化合物、硅碳化合物、硅氮化合物、硅磷化合物等中的至少一种。
可选地，所述硅基材料还包括碳材料。
优选地，所述碳材料包括石墨、石墨烯、碳钠米管、碳纤维、纳米碳纤维、碳纳米粒子和纳米炭黑中的至少一种；
进一步优选地，所述碳材料在所述硅基材料中的占比为0～90wt.％；
进一步优选地，所述碳材料在至少一个方向的尺寸为0.5～20μm。
本发明的第二方面，提供负极，所述负极包含负极活性物质，所述负极活性物质包含如上所述的硅基材料。
本发明的再一方面，提供电化学装置，包含负极，所述负极包含第一方面所述的硅基材料。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供的硅基材料，硅纳米颗粒分散于多孔基体的孔道内，硅纳米颗粒本身相比较大的硅颗粒在嵌锂时具有更小的体积膨胀，多孔基体的孔道网络也可以限制硅嵌锂膨胀，有利于提高硅基材料在充放电过程中的结构稳定性。
本发明提供的硅基材料，通过对硅基材料的粒度分布进行优化，小粒度颗粒和较大粒度颗粒进行搭配，提高了硅基材料的压实密度；通过在硅基材料中引入碳材料颗粒进一步调控、优化硅基材料的粒度分布；同时，这种级配使硅基材料体积膨胀所引起的应力在硅基材料级配体系中实现迁移和分散，电极的膨胀率降低，循环稳定性提高。
本发明提供的电化学装置上的负极，具有较高的压实密度；此外，合理级配后的硅基材料强度提高，具有较高的抗压碎能力，避免了辊压工序中硅基复合材料被压碎，颗粒粉化丧失电接触，保证了二次电池具有较高的容量，提升硅基材料的加工性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为实施例1提供的硅基材料的粒度分布曲线；
图2为实施例2提供的硅基材料的粒度分布曲线；
图3为实施例2提供的硅基材料在压实密度为1.7g/cm3时极片的SEM图片；
图4为实施例3提供的硅基材料的粒度分布曲线；
图5为对比例2提供的硅基材料在压实密度为1.6g/cm3时的极片的SEM图片；
图6为实施例1～5和对比例1、2提供的硅基材料的全电池循环稳定性图片。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如本申请背景技术中所分析的，硅材料较大的体积膨胀是限制硅基负极产业化应用的最大问题。为了解决该问题，提出在多孔基体上进行含硅前体的化学气相沉积，使硅纳米颗粒分散填充于多孔基体的孔结构内，形成硅基复合材料，该结构可有效缓解硅在充放电过程中的体积膨胀。但发明人发现，将硅基复合材料颗粒制作成负极时，不合适的粒度分布情况下，颗粒容易被压碎，导致颗粒粉化丧失电接触、电池循环性能变差，无法将硅基复合材料的优异性能充分发挥出来。
为了进一步提升硅基复合材料的性能，对硅基复合材料颗粒的粒度分布进行优化、搭配。根据本发明第一方面提供的一种硅基材料，所述硅基材料的颗粒尺寸满足(DV,90-DV,10)/DV,50为0.9～3.0，其中DV,50为5.0～20.0μm；所述硅基材料包含硅基复合材料颗粒，所述硅基复合材料颗粒包含多孔基体和分布于多孔基体孔道内的硅纳米颗粒。
(DV,90-DV,10)/DV,50为材料的径距，可以表征材料颗粒尺寸的集中度。其中，DV,10、DV,50、DV,90分别是指在体积基准分布中累计体积分数达到10％、50％、90％时所对应的粒径。硅基材料颗粒的集中度为0.9～3.0。在此径距范围内，硅基材料中较大的颗粒和较小的颗粒可以实现较好的级配，不同粒度的颗粒混合，尤其是粒径较小的颗粒可以填充于较大颗粒之间的缝隙中，有利于复合材料获得更高的压实密度和机械强度，从而作为负极材料时，有利于提高电池的循环稳定性。若径距太小，对分级设备要求高，合格尺寸的颗粒数量降低，加工成本高、难度大；另一方面，粒度太集中时，可能导致材料颗粒之间存在空隙，易于在辊压制备过程中受到破坏。若径距过大，则硅基材料的颗粒尺寸分布太宽，过大的颗粒易在极片制作过程中刺穿极片，加工性能差，部分颗粒也可能在辊压过程中破碎粉化；或难以达到合格的极片密度，限制了体积能量密度的提升。在本发明的一些实施例中，硅基复合材料的径距优选但不限于为0.9～1.3、1.1～1.5、1.3～1.6、1.5～1.8、1.6～2.0等。
所述硅基材料包含硅基复合材料颗粒，所述硅基复合材料颗粒包含多孔基体和分布于多孔基体孔道内的硅纳米颗粒。硅纳米颗粒通过化学气相沉积在多孔基体孔道内原位形成，具有较小的尺寸，小于10nm，减轻了硅嵌锂膨胀导致的应力集中，避免了硅颗粒破碎；硅纳米颗粒分散分布于多孔基体内部，多孔基体作为缓冲基质，硅颗粒在充放电过程中的体积膨胀在多孔基体上得到有效缓冲，复合材料电极的膨胀率降低，循环稳定性提高。在一些实施例中，所述硅纳米颗粒的尺寸为0.4～10nm。在一些实施例中，硅纳米颗粒的尺寸优选为0.4～5nm，进一步优选为0.4～2nm。
在一些实施例中，所述硅基材料中硅元素的含量为10～90wt.％。所述硅基材料中硅元素含量典型但不限于为10～20wt.％、15～40wt.％、30～60wt.％、40～70wt.％、50～80wt.％、60～90wt.％等。
合适级配的硅基材料具有较高的压实密度，在一定程度的辊压工艺中破碎颗粒较少。在一些实施例中，所述硅基材料在1吨压力下的粉末压实密度为0.8～2.0g/cm3。在一些实施例中，由所述硅基材料制得的极片，在极片压实密度为1.5～1.7cm3/g时，破碎颗粒所占的百分比小于30％。优选地，破碎颗粒所占的百分比小于10％。
DV,min是指材料中最小颗粒的粒径；DV,max是指材料中最大颗粒的粒径；Dv,10是指在体积基准分布中累计体积分数达到10％时所对应的粒径。在一些实施例中，硅基材料的粒度分布满足以下条件中的至少一种：(1)DV,min为0.3～3.0μm；(2)DV,10为1.0～8.0μm；(3)DV,max为20.0～50.0μm。
在一些实施例中，所述硅基材料的粒度分布曲线仅具有一个极大值点A1，所述A1为5.0～20.0μm。硅基材料的粒度分布中，粒径为A1的颗粒所占的体积含量最高。在一些实施方式中，A1典型但不限于为5.0～8.0μm、6.0～9.0μm、8.0～12.0μm或10.0～15.0μm等。
对粒度分布曲线进行微分，即得到粒度分布微分曲线。在一些实施例中，所述硅基材料的粒度分布微分曲线在粒度分布曲线的所述极大值点A1前具有一极小值点a1，所述a1处的粒径为0.8～5.0μm。相比普通的单一极大值粒度分布曲线，微分曲线中A1之前极小值点a1的存在意味着A1之前分布有较多的小粒度颗粒，两者级配有效的提高了极片的压实密度。在一些实施例中，a1处的粒径典型但不限于为0.8～1.2μm、1.0～1.5μm、1.3～1.8μm、1.5～2.0μm、1.8～2.5μm、2.2～3.0μm等。
在一些实施例中，所述硅基材料的粒度分布曲线具有至少两个极大值点B1和B2，所述B1处的粒径为0.3～3.0μm，所述B2处的粒径为5.0～20.0μm。在本发明的一些实施例中，B1处的粒径典型但不限于为0.3～1.0μm、1.0～1.5μm、1.5～2.0μm或2.0～3.0μm。在一些实施例中，B2处的粒径典型但不限于为5.0～8.0μm、8.0～10.0μm、10.0～15.0μm或15.0～20.0μm。具有两个极大值点的粒径分布曲线，即双峰型粒度分布曲线，通常为大小两种粒度分布范围的混合，二者级配可以更好的利用大粒度颗粒之间的孔隙，提升负极材料的压实密度。
在一些实施例中，所述硅基材料颗粒的比表面积为0.1～50m2/g，总孔容为0.001～0.05cm3/g，优选所述硅基材料颗粒的比表面积为0.5～10m2/g，总孔容为0.001～0.035cm3/g。
在一些实施例中，所述多孔基体包括多孔碳骨架、多孔金属骨架、多孔金属氧化物骨架、多孔金属有机骨架和多孔有机无机杂化材料骨架中的一种或多种；所述硅纳米颗粒包括单质硅、硅氧化合物、硅合金中的至少一种。在一些实施例中，所述硅纳米颗粒以单质硅为主，可选地，包含硅氧化合物、硅碳化合物、硅氮化合物、硅磷化合物等中的至少一种。
在一些实施例中，所述硅基材料还包含碳材料；优选地，在一些实施例中，所述碳材料包括石墨、石墨烯、碳钠米管、碳纤维、纳米碳纤维、碳纳米粒子和纳米炭黑中的至少一种；进一步优选地，在一些实施例中，所述碳材料在所述负极材料中的占比为0～90wt.％；进一步优选地，在一些实施例中，所述碳材料在至少一个方向的尺寸为0.5～20μm。添加所述碳材料有助于与硅基材料形成合适的级配，提高材料的压实密度，且有助于缓解硅基材料颗粒嵌锂膨胀，降低极片膨胀率，提高循环稳定性。但由于添加碳材料后相应地硅含量减少，所得复合材料的比容量会有所下降，因此所述碳材料占比不宜太大。在一些实施例中，所述碳材料在所述硅基材料中的占比典型但不限于为0～5wt.％、5～10wt.％、10～20wt.％、20～30wt.％、30～50wt.％。
根据本发明的第二方面，提供负极，所述负极包含负极活性物质，所述负极活性物质包含如上所述的硅基材料。
根据本发明再一方面提供的一种电化学装置，包含负极，所述负极包含上述任一项所述硅基材料。
下面通过具体的实施例和对比例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。本发明中实施例和对比例中所用原料，未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
(一)硅碳复合材料的制备
提供一种硅基复合材料，具体制备过程如下：
1、将核桃壳在N2气氛中以2℃/min升温至800℃并保持2h，于20％CO2-N2混合气(基于体积浓度)中升温至900℃并保持2h，所得材料破碎分级，得到多孔碳。
2、将多孔碳置于气氛炉中，在N2气氛中以2℃/min由室温升温至600℃；在20％SiH4-N2混合气氛(基于体积浓度)中于600℃下保持30h；并在N2保护下自然降温，得到硅基复合材料。其中，硅元素的含量为45％。
(二)硅基材料的制备
为了本发明的目的，采用气流粉碎机、球磨等方式可将硅基材料粉碎至一定粒径，本领域已知的，可以通过调节气流粉碎机的进出口风门的大小和旋转速度等参数或球磨后筛分等来控制粉碎粒度。
实施例1
将硅基复合材料加入到气流粉碎机中进行破碎并分级，得到粒度为0.4～30μm、(DV,90-DV,10)/DV,50为1.78的硅基材料，图1为其粒度分布曲线，表现为单峰分布，存在一个极大值点A1，其粒径为9.14μm。详细的粒度分布数据见表1所示。
表1实施例硅基材料的粒度分布表(单位为μm)
| 实施例 | DV,min | DV,10 | DV,50 | DV,90 | DV,max | (DV,90-DV,10)/DV,50 |
| 实施例1 | 0.4 | 2.4 | 7.3 | 15.5 | 30.0 | 1.78 |
| 实施例2 | 0.4 | 1.8 | 7.0 | 15.2 | 27.9 | 1.91 |
| 实施例3 | 0.4 | 2.9 | 13.4 | 19.5 | 39.7 | 1.25 |
| 实施例4 | 2.3 | 5.2 | 8.9 | 18.5 | 19.9 | 1.49 |
| 实施例5 | 2.3 | 7.2 | 15.9 | 21.5 | 22.1 | 0.90 |
| 实施例6 | 0.6 | 1.3 | 7.5 | 23.8 | 25.2 | 3.00 |
| 对比例1 | 0.5 | 0.8 | 13.4 | 45.2 | 48.3 | 3.30 |
| 对比例2 | 2.3 | 8.1 | 16.2 | 21.2 | 22.5 | 0.81 |
实施例2
将硅基复合材料加入到气流粉碎机中进行破碎并分级，得到粒度分别为0.4～2μm和2～30μm的颗粒，取2～30μm颗粒中的90wt.％，与0.4～2μm的颗粒混合后进行球磨，形成(DV,90-DV,10)/DV,50为1.91的硅基材料。图2为其粒度分布曲线及其微分，详细的粒度分布数据见表1。
该硅基材料的粒度分布曲线仅具有一个极大值点A1，为9.18μm；其粒度分布微分曲线在A1前具有一极小值点a1，位径粒径1.76μm处，可以看出，该硅基材料在0.38～2μm范围的颗粒略微多于实施例1。更多的细小颗粒可以进一步提高负极材料的径距，从而提高其压实密度，并提高材料的电化学性能。
图3为由实施例2硅基材料制得的极片，当极片压实密度达到1.7g/cm3时的SEM图片，可以看出其破碎颗粒所占的比例不到10％。
实施例3
将硅基复合材料加入到气流粉碎机中进行破碎并分级，得到粒度分别为0.4～6.5μm和6.5～40μm的颗粒，取6.5～40μm颗粒中的70wt.％，与0.4～6.5μm的颗粒混合后进行球磨，形成(DV,90-DV,10)/DV,50为1.25的负极材料。图4为其粒度分布曲线，该曲线表现为双峰，存在两个极大值点，对应的粒径分别为3.26μm和14.25μm。详细的粒度分布数据见表1。
实施例4
根据实施例1相同的方法制备硅基材料，区别在于：分级后的硅基材料颗粒的(DV,90-DV,10)/DV,50为1.49、DV,50为8.9μm、DV,10为5.2μm。详细的粒度分布数据见表1。
实施例5
根据实施例1相同的方法制备硅基材料，区别在于：将所得硅基复合材料颗粒与DV,50为15μm的石墨颗粒按质量比10:1混合，制得负极材料。详细的粒度分布数据见表1。
实施例6
根据实施例1相同的方法制备硅基材料，区别在于：分级后的硅基材料颗粒的(DV,90-DV,10)/DV,50为3.00、DV,50为7.5μm、DV,10为1.3μm。详细的粒度分布数据见表1。
对比例1
与实施例1的区别在于，将硅基复合材料加入到气流粉碎机中进行破碎，得到DV,50为13.4μm、DV,10为0.8μm、DV,90为45.2μm、(DV,90-DV,10)/DV,50为3.3的硅基材料颗粒，即得到负极材料。
对比例2
与实施例1的区别在于，将硅基复合材料加入到气流粉碎机中进行破碎，得到硅基材料，该材料的DV,50为16.2μm、DV,10为8.1μm、DV,90为21.2μm、(DV,90-DV,10)/DV,50为0.81。
图5为由对比例2硅基材料制得的极片，压实密度达到1.6g/cm3时的SEM图片，可以看出大于50％的颗粒被压碎。由该硅基材料制备的负极在锂离子电池循环过程中，极易由于硅嵌锂膨胀而颗粒粉化失效，循环寿命降低。
试验例1
用激光粒度分布仪测量实施例1～6和对比例1和2的硅基材料的粒径分布。图1、2、4示出了实施例1、2、3的粒度分布曲线。
试验例2
对实施例1～6和对比例1和2的硅基材料进行粉末压实密度测量，在1t压力下保压10s，得到压实密度测试数据，结果列于表2中。
极片的制作：将硅基材料与粘结剂聚丙烯酸和溶剂去离子水按照质量比95:4:120搅拌混合均匀后，均匀涂敷在负极集流体上，在辊压机上辊压至特定压实密度，然后在100℃烘干，即得到负极片。
试验例3
将实施例1～6和对比例1和2的硅基材料分别制备负极极片，采用常规方法制备软包电池并进行电学性能测试。软包电池在露点-45℃除湿间内制备。用蓝博(LANBTS)电池测试系统对电池进行充放电循环测试，具体测试方法为：
(1)正极片的制作：将正极活性物质LiCoO2、导电剂SuperP、粘结剂PVDF和溶剂NMP按照质量比92:3:5:150搅拌混合均匀后，均匀涂敷在正极集流体上，然后在80℃烘干，即得到正极片。
(2)负极片的制作：将负极活性物质(活性物质组成成分为20wt.％硅基材料和80wt.％石墨负极材料)、导电剂SuperP、粘结剂聚丙烯酸和溶剂去离子水按照质量比95:1:4:120搅拌混合均匀后，均匀涂敷在负极集流体上，然后在100℃烘干，即得到负极片。
(3)将正极片、负极片通过方形叠片并使用聚丙烯隔离膜将二者隔离开制成电池芯，并封装入到铝塑袋中，往铝塑袋中注入与其相应容量的电解液，真空密封后即得软包电池。电解液为LiPF6的EC和DEC混合液，其中LiPF6浓度为1mol/L，EC和DEC的体积比为1:1。
(4)化成分容：注液封口后的电池开始化成，在25℃恒温箱中静置12h，然后0.02C恒流充电至3.3V，静置30min，0.025C恒流充电至3.8V，静置10min，0.33C恒流充电至4.2V；化成后的电池进行抽真空剪气袋，然后进行分容，0.33C恒流充电至4.45V，静置10min，1C恒流放电至3V，静置10min，0.33C恒流放电至3V，分容结束。软包电池化成分容中放电容量除以充电容量的比值为电池首次效率。
(5)体积能量密度测试：取分容后的电芯，记分容放电的容量为D，单位是mAh，测量此时电芯的长宽厚，计算得到电芯的体积V，单位是mm3，体积能量密度计算：(D×3.89×1000)/V，单位为Wh/L。
(6)25℃循环测试：将电池放置于25℃恒温箱中，以1C恒流充电至4.45V，再以4.45V恒压充电至电流为0.1C；静置10min后，1C恒流放电至3.0V，静置10min，重复上述充电和放电工步，直至放电容量低于首圈放电容量的80％停止，此时得到循环周数即为软包电池的循环寿命。
(7)极片膨胀率测试：在手套箱中拆解25℃循环测试后的电池，用DEC清洗极片并测量极片的厚度。膨胀率计算方式为：(满电态极片厚度-新鲜极片厚度)/新鲜极片厚度×100％。
得到的数据列于表2。
表2
从表2可以看出，通过优化负极材料颗粒的粒度分布，实施例1～6的负极材料的压实密度相较于对比例1和2明显提高，具有较高的体积能量密度，同时，应力的有效缓冲、分散，极片膨胀率较低，使复合材料的循环稳定性提高，循环寿命显著优于对比例1和2。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (13)
1.硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的颗粒尺寸满足(DV,90-DV,10)/DV,50为0.9～3.0，其中DV,50为5.0～20.0μm；
所述硅基材料包含硅基复合材料颗粒，所述硅基复合材料颗粒包含多孔基体和分布于多孔基体孔道内的硅纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的硅基材料，其特征在于，所述硅纳米颗粒的尺寸为0.4～10nm；和/或，所述硅基材料中硅元素的含量为10～90wt.％。
3.根据权利要求1所述的硅基材料，其特征在于，由所述硅基材料制得的极片，在极片压实密度为1.5～1.7cm3/g时，破碎颗粒所占的百分比小于30％；
优选地，破碎颗粒所占的百分比小于10％。
4.根据权利要求1所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料在1吨压力下的粉末压实密度为0.8～2.0g/cm3。
5.根据权利要求1所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的粒度分布满足以下条件中的至少一种：
(1)DV,min为0.3～3.0μm；
(2)DV,10为1.0～8.0μm；
(3)DV,max为20.0～50.0μm。
6.根据权利要求5所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的粒度分布曲线仅具有一个极大值点A1，所述A1处的粒径为5.0～20.0μm。
7.根据权利要求6所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的粒度分布微分曲线在所述极大值点A1前具有一极小值点a1，所述a1处的粒径为0.8～5.0μm。
8.根据权利要求5所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的粒度分布曲线具有至少两个极大值点B1和B2，所述B1处的粒径为0.3～5.0μm，所述B2处的粒径为5.0～20.0μm。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的比表面积为0.1～50m2/g，总孔容为0.001～0.05cm3/g。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的硅基材料，其特征在于，所述多孔基体包括多孔碳骨架、多孔金属骨架、多孔金属氧化物骨架、多孔金属有机骨架和多孔有机无机杂化材料骨架中的一种或多种；和/或，
所述硅纳米颗粒以单质硅为主，可选地，包含硅氧化合物、硅碳化合物、硅氮化合物、硅磷化合物中的至少一种。
11.根据权利要求1～8中任一项所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料还包含碳材料；
优选地，所述碳材料包括石墨、石墨烯、碳钠米管、碳纤维、纳米碳纤维、碳纳米粒子和纳米炭黑中的至少一种；
进一步优选地，所述碳材料在所述硅基材料中的占比为0～90wt.％；
进一步优选地，所述碳材料在至少一个方向的尺寸为0.5～20μm。
12.负极，其特征在于，所述负极包含负极活性物质，所述负极活性物质包含如权利要求1至11中任一项所述的硅基材料。
13.电化学装置，包含负极，其特征在于，所述负极包含如权利要求1至11中任一项所述的硅基材料。
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|---|---|---|---|---|
| CN117080420A (zh) * | 2023-10-16 | 2023-11-17 | 瑞浦兰钧能源股份有限公司 | 一种负极片及电池 |
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