CN117096320A - 一种硅碳复合负极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅碳复合负极材料及其制备方法，包括至少具有羧基的改性硅材料和改性碳材料、具有羟基的桥连分子，分别利用改性添加剂对硅材料和碳材料进行表面改性处理，溶解桥连分子再将改性硅材料和改性碳材料在乙醇中超声分散组装，水浴加热进行充分搅拌混合，离心干燥得到硅碳复合负极材料。桥连分子的羟基与改性硅材料、改性碳材料表面基团反应形成氢键或共价键连接。本发明所制得的复合材料中硅材料与碳材料结合性良好，可以有效的抑制硅体积的膨胀。本发明所公开的硅基负极材料制备方法具有成本低廉、工艺简单的优点，且该材料所制备的极片组装成电池后，展现出高比容量、良好的首次库伦效率以及优异的循环性能，适用于锂离子动力电池。

Description

一种硅碳复合负极材料及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池一种硅碳复合负极材料及其制备方法。
技术背景
随着经济的飞速发展，各种电动工具、电子设备、储能电站、电动汽车、人工智能、5G技术等产业的发展迅速，对能源的要求越来越高，锂离子电池作为一种新型能源转换装置，因其体积小、绿色环保、储能密度大、寿命长、无记忆效应等优点受到了科研人员的密切关注。但在汽车动力电池等高能量密度要求的领域还有极大的提高空间。石墨是市面上应用最广泛、技术最成熟的一种商业化锂离子电池负极材料。但碳负极材料在完全嵌锂状态(LiC6)下其比容量也只有372mAh/g，无法满足我们对于质量能量密度的要求。
硅材料的电化学储锂容量很高，其理论比容量高达4200mAh/g，且硅元素储量丰富，对环境友好，安全性也要优于石墨材料。然而，硅基材料在充放电过程中体积膨胀巨大，会造成严重的机械应力，导致硅颗粒出现粉化，电极的循环可逆容量迅速下降。因此对硅基材料的改性成为研究重点，其中制备硅碳复合材料是最常见的方式。将碳与硅复合，一方面，碳的引入可以有效降低硅的界面阻抗，提升硅材料的导电性能；另一方面，碳层有利于硅在膨胀过程中释放应力，有效缓解硅的体积膨胀，提升硅材料的循环性能。
CN116111058A公开了一种硅碳复合材料及其制备方法，其采用依次设置第一石墨烯层、硅石墨烯复合框架和第二石墨烯层，并将改性纳米银颗粒嵌入到硅石墨烯复合框架上分布的多孔结构中。利用硅石墨烯复合框架为硅的体积膨胀预留了空间，减小了硅碳复合材料整体的体积膨胀。
CN115995542A公开了一种无定形硅碳复合材料及其制备方法，其原理是将树脂和含氮化合物在一定条件下进行造孔处理，再经碳化处理得到无定形多孔碳材料；在硅烷类物质存在条件下，对所述无定形多孔碳材料进行硅包覆处理，在其表面和孔道中形成无定形纳米硅层，后在有机碳源存在条件下，对所得无定形硅碳前驱体进行碳包覆处理，得到无定形硅碳复合材料。该方法能够减少硅材料嵌锂过程的体积膨胀变化，可有效提高负极材料的循环性能。
由以上报道可见，制备硅碳复合材料是缓解硅材料脱嵌锂过程中巨大体积变化的最常见且有效的手段之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备高比容量、良好的首次库伦效率以及优异的循环性能的锂离子电池硅基复合负极材料的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种硅碳复合负极材料，有效成分包括硅基材料，改性碳材料，桥连分子以及硅表面改性添加剂。其中桥连分子通过羟基分别与改性硅材料与功能化碳材料表面的基团反应，形成共价连接，使得硅碳材料紧密复合，抑制硅基材料的体积膨胀效应的同时，增强其电子电导率；
更优的，所述硅基负极材料为微米硅，纳米硅，以及氧化亚硅中的一种，优选纳米硅；
更优的，所述改性碳材料为表面含羧基功能基团的石墨，石墨烯，硬碳，软碳以及碳纳米管材料中至少一种，优选表面含羧基的石墨材料；
更优的，所述桥连分子为多元羟基化合物，包括但不限于聚氧化乙烯，羧甲基纤维素钠，没食子酸，海藻酸钠，聚乙烯醇，β-环糊精，D-果糖，葡萄糖中的至少一种，优选聚氧化乙烯；所述桥连分子含量不低于硅碳复合负极材料总质量的0.05％，优选0.5％-15％；
更优的，所述硅表面改性添加剂为有机小分子，该有机小分子至少所含有的氨基或羧基官能团数量≥2，且至少含有一个羧基，包括但不限于苯二甲酸，均苯三甲酸，均苯四甲酸，酪氨酸、天冬氨酸以及色氨酸中的至少一种，优选均苯三甲酸；所述硅表面改性添加剂含量不低于硅基材料质量的0.05％，优选0.1％-2％；
更优的，所述硅碳复合负极材料中硅基材料的质量含量为1％-99％，优选50％-90％。
所述硅基复合负极材料的制备方法包括以下步骤：
首先分别利用改性添加剂对硅材料和碳材料进行表面改性处理，得到改性硅材料和改性碳材料；将一定量的改性硅材料、改性碳材料以及桥连分子材料于溶剂中超声分散组装30min，并在20℃～100℃(优选40℃～80℃)温度下搅拌反应1h～24h(优选10h～15h)；完成反应后的浑浊液体经离心分离得到沉淀物，干燥后即得到硅碳复合负极材料。
更优的，材料复合过程中，选用溶剂为无水乙醇，水，四氢呋喃，甲醇，异丙醇以及乙二醇中的至少一种或两种的混合物，优选乙醇和水。
一种负极极片，含有所述的硅碳复合负极材料，将所述硅碳复合负极材料与导电剂、粘结剂等混合并均匀涂覆在铜箔表面制成负极极片。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明实现了以改性添加剂对硅基材料和碳材料的表面进行改性处理，一方面，改性添加剂表面丰富的官能团可与硅表面成键，在一定程度上抑制硅的体积膨胀效应；另一方面，剩余的表面极性基团可以与功能化的碳材料表面的丰富基团交联，有效地改善电池的电化学性能。
2、本发明制备硅碳复合材料，一方面，碳的引入可以有效降低硅的界面阻抗，提升硅材料的导电性能；另一方面，碳层有利于硅在膨胀过程中释放应力，有效缓解硅的体积膨胀，提升硅材料的循环性能；同时桥连分子通过羟基分别与改性硅材料与功能化碳材料进行共价连接，使得硅碳材料紧密复合，能够有效地抑制硅材料的体积膨胀，提升材料的结构稳定性。
3、本发明制备方法简单，易于实现规模化生产。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种锂离子电池硅基负极材料的制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。在本发明中，若无特殊限定，所述制备方法中各组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
实施例1
称取5g硅粉，0.1g均苯三甲酸放入乙醇中搅拌12h，完成反应后的浑浊液体进行离心分离得到沉淀物，干燥后得到均苯三甲酸表面改性的硅材料。将60ml浓硫酸和20ml浓硝酸(容量比为3∶1)均匀搅拌配成酸溶液，称取5g石墨加入到配好的酸溶液中，搅拌2h后，用去离子水和无水乙醇交替清洗，然后进行离心干燥，得到羧基化石墨材料。称取0.05g聚氧化乙烯于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入2.5g改性硅材料，2.5g功能化石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
对比例1
称取5g硅粉，0.1g均苯三甲酸放入乙醇中搅拌12h，完成反应后的浑浊液体进行离心分离得到沉淀物，干燥后得到均苯三甲酸表面改性的硅材料。石墨材料不进行处理。称取0.05g聚氧化乙烯于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入2.5g改性硅材料，2.5g未经处理石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本对比例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
实施例2
称取5g硅粉，0.1g均苯四甲酸放入乙醇中搅拌12h，完成反应后的浑浊液体进行离心分离得到沉淀物，干燥后得到均苯四甲酸表面改性的硅材料。将60ml浓硫酸和20ml浓硝酸(容量比为3∶1)均匀搅拌配成酸溶液，称取5g石墨加入到配好的酸溶液中，搅拌2h后，用去离子水和无水乙醇交替清洗，然后进行离心干燥，得到羧基化石墨材料。称取0.05g海藻酸钠于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入3g改性硅材料，2g功能化石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA.g-1。样品测试结果如表1所示。
对比例2
称取5g硅粉，0.1g均苯四甲酸放入乙醇中搅拌12h，完成反应后的浑浊液体进行离心分离得到沉淀物，干燥后得到均苯四甲酸表面改性的硅材料；石墨材料不进行处理。称取0.05g海藻酸钠于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入3g改性硅材料，2g未经处理石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
实施例3
称取5g硅粉，0.1g均苯三甲酸放入乙醇中搅拌12h，完成反应后的浑浊液体进行离心分离得到沉淀物，干燥后得到均苯三甲酸表面改性的硅材料。将60ml浓硫酸和20ml浓硝酸(容量比为3∶1)均匀搅拌配成酸溶液，称取5g石墨加入到配好的酸溶液中，搅拌2h后，用去离子水和无水乙醇交替清洗，然后进行离心干燥，得到羧基化石墨材料。称取0.05g海藻酸钠于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入4g改性硅材料，1g功能化石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
对比例3
称取5g硅粉，0.1g均苯三甲酸放入乙醇中搅拌12h，完成反应后的浑浊液体进行离心分离得到沉淀物，干燥后得到均苯三甲酸表面改性的硅材料；石墨材料不进行处理。称取0.05g海藻酸钠于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入4g改性硅材料，1g未经处理石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
实施例4
称取5g硅粉，0.1g均苯四甲酸放入乙醇中搅拌12h，完成反应后的浑浊液体进行离心分离得到沉淀物，干燥后得到均苯四甲酸表面改性的硅材料。将60ml浓硫酸和20ml浓硝酸(容量比为3：1)均匀搅拌配成酸溶液，称取5g石墨加入到配好的酸溶液中，搅拌2h后，用去离子水和无水乙醇交替清洗，然后进行离心干燥，得到羧基化石墨材料。称取0.05g没食子酸于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入4.5g改性硅材料，0.5g功能化石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
对比例4
将60ml浓硫酸和20ml浓硝酸(容量比为3∶1)均匀搅拌配成酸溶液，称取5g石墨加入到配好的酸溶液中，搅拌2h后，用去离子水和无水乙醇交替清洗，然后进行离心干燥，得到羧基化石墨材料。硅材料不做处理。称取0.05g没食子酸于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入4.5g未处理硅材料，0.5g功能化石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
实施例5
称取5g硅粉，0.1g均苯三甲酸放入乙醇中搅拌12h，完成反应后的浑浊液体进行离心分离得到沉淀物，干燥后得到均苯三甲酸表面改性的硅材料。将60ml浓硫酸和20ml浓硝酸(容量比为3：1)均匀搅拌配成酸溶液，称取5g石墨加入到配好的酸溶液中，搅拌2h后，用去离子水和无水乙醇交替清洗，然后进行离心干燥，得到羧基化石墨材料。称取0.05gβ-环糊精于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入4.5g改性硅材料，0.5g功能化石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
对比例5
将60ml浓硫酸和20ml浓硝酸(容量比为3∶1)均匀搅拌配成酸溶液，称取5g石墨加入到配好的酸溶液中，搅拌2h后，用去离子水和无水乙醇交替清洗，然后进行离心干燥，得到羧基化石墨材料。硅材料不做处理。称取0.05gβ-环糊精于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入4.5g未处理硅材料，0.5g功能化石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
实施例6
称取5g硅粉，0.1g均苯四甲酸放入乙醇中搅拌12h，完成反应后的浑浊液体进行离心分离得到沉淀物，干燥后得到均苯四甲酸表面改性的硅材料。将60ml浓硫酸和20ml浓硝酸(容量比为3∶1)均匀搅拌配成酸溶液，称取5g石墨加入到配好的酸溶液中，搅拌2h后，用去离子水和无水乙醇交替清洗，然后进行离心干燥，得到羧基化石墨材料。称取0.05gβ-环糊精于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入2.5g改性硅材料，2.5g功能化石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
对比例6
将60ml浓硫酸和20ml浓硝酸(容量比为3∶1)均匀搅拌配成酸溶液，称取5g石墨加入到配好的酸溶液中，搅拌2h后，用去离子水和无水乙醇交替清洗，然后进行离心干燥，得到羧基化石墨材料。硅材料不做处理。称取0.05gβ-环糊精于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入2.5g未处理硅材料，2.5g功能化石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
对比例7
称取0.05g没食子酸于适量去离子水中，常温磁力搅拌30min彻底溶解后加入2.5g未处理硅材料，2.5g未处理石墨材料和适量乙醇，超声分散30min后，于60℃水浴锅中搅拌12h，，搅拌完成后将反应溶液离心，离心得到的沉淀物干燥后即为硅碳复合材料。
按质量比为16∶2∶1∶1将本实施例制备的硅碳复合材料与导电炭黑、CMC和SBR混合并均匀涂覆在铜箔表面制成极片。将所得极片与金属锂片对电极、LX-025电解液以及Celgard 2400型隔膜组装成纽扣电池，并对制作完成的纽扣电池进行充放电测试。测试过程所用充放电电压为0.01～1.5V，电流密度为300mA·g-1。样品测试结果如表1所示。
表1实施例1-6与对比例1-6不同样品的电化学性能对比
表1为上述实施例与对比例的充放电性能测试结果，其中对比例是指与实施例相同硅材料、相同制备比例和反应条件下但未对碳材料或(和)硅材料进行处理所制备的硅碳复合材料。由最终的循环性能结果还可以得出，本发明提供的硅基负极材料具有更高的比容量和优异的循环稳定性，适用于锂离子动力电池。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种硅碳复合负极材料，其特征在于：所述的复合负极材料的有效成分包括硅基材料、改性碳材料、桥连分子以及硅表面改性添加剂；
所述改性碳材料为表面含羧基功能基团的碳材料；
所述硅表面改性添加剂具有羧基和氨基或羧基官能团，所含有的氨基或羧基官能团数量≥2，且至少含有一个羧基，其与硅基材料结合形成改性硅材料；
所述桥连分子为多元羟基化合物；
其中桥连分子的羟基分别与改性硅材料与改性碳材料表面通过氢键或共价键进行结合。
2.如权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于：所述硅基材料包括微米硅、纳米硅、氧化亚硅中的至少一种；所述硅表面改性添加剂为有机小分子，包括苯二甲酸、均苯三甲酸、均苯四甲酸、酪氨酸、天冬氨酸以及色氨酸中的至少一种。
3.如权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于：所述改性碳材料为表面含羧基功能基团的石墨、石墨烯、硬碳、软碳以及碳纳米管材料中的至少一种。
4.如权利要求1所述的硅碳复合负极材料，其特征在于：所述桥连分子包括聚氧化乙烯、羧甲基纤维素钠、没食子酸、海藻酸钠、聚乙烯醇、β-环糊精、D-果糖以及葡萄糖中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的硅碳复合负极材料，其特征在于：所述硅表面改性添加剂的含量不低于硅基材料质量的0.05％；所述桥连分子含量不低于硅碳复合负极材料总质量的0.05％。
6.如权利要求5所述的硅碳复合负极材料，其特征在于：所述硅表面改性添加剂含量为硅基材料质量的0.1％-2％；所述桥连分子含量为硅碳复合负极材料总质量的0.5％-15％。
7.如权利要求1所述的硅基复合负极材料，其特征在于：所述硅碳复合材料中硅基材料的质量含量为50％-90％。
8.权利要求1至7任意一项所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
s1、制备改性硅材料，将硅基材料与硅表面改性添加剂在溶剂中搅拌反应，经过离心分离、沉淀物干燥，得到表面改性硅材料；
s2、制备改性碳材料，将浓硫酸和浓硝酸混合后搅拌均匀配成酸溶液，再加入碳材料，搅拌若干小时，用去离子水和无水乙醇交替清洗，然后进行离心干燥，得到羧基化的改性碳材料；
s3、制备硅碳复合负极材料，将桥连分子搅拌溶解于去离子水中，再加入改性硅材料、改性碳材料和乙醇，超声分散后加热至40℃～80℃进行水浴搅拌反应10h～15h，反应完成后的浑浊液体进行离心分离得到沉淀物，干燥后即得到所述硅基复合负极材料。
9.如权利要求8所述的硅碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中水浴温度为60℃，水浴搅拌反应时间为12h。
10.一种负极极片，其特征在于，含有如权利要求1至7任一项所述的硅碳复合负极材料。
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