CN117125714A - 硅基材料及其制备方法、负极极片、电池和用电设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种硅基材料及其制备方法、负极极片、电池和用电设备，所述硅基材料具有碳元素和硅元素，所述硅基材料包含n个区域，n大于或等于3，所述n个区域内硅元素的质量占比的标准差小于或等于0.93%。含有本申请硅基材料的二次电池，阻抗低，且循环性能好。

Description

硅基材料及其制备方法、负极极片、电池和用电设备
技术领域
本申请属于二次电池技术领域，具体涉及一种硅基材料及其制备方法、负极极片、电池和用电设备。
背景技术
二次电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。
硅基材料是二次电池常用的负极活性材料。然而，现有的含有硅基材料的二次电池的阻抗高、循环寿命短。
发明内容
鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供一种硅基材料，旨在解决含有其的电池阻抗高、循环寿命短的问题。
为了实现上述目的，本申请的第一方面提供了一种硅基材料，所述硅基材料具有碳元素和硅元素，所述硅基材料包含n个区域，n大于或等于3，所述n个区域内硅元素的质量占比的标准差小于或等于0.93%。
本申请至少包括如下所述的有益效果：本申请中，控制硅基材料中不同区域内硅元素质量占比的标准差，能够实现硅基材料中硅元素和碳元素分布均匀，降低硅分布不均匀引起的硅基材料导电能力的下降，降低了二次电池的阻抗，且降低了硅基材料膨胀引起的硅基材料颗粒的碎裂，提升了二次电池的循环寿命。
在本申请一些实施方式中，n=20时，所述n个区域内硅元素的质量占比的标准差为0.4%-0.5%。由此，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
在本申请一些实施方式中，单个区域内硅元素的质量占比为36%-44%。由此，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
在本申请一些实施方式中，所述硅基材料的BET比表面积为200m2/g-800m2/g。由此，硅基材料的BET比表面积控制在上述范围内，有利于活性金属离子的快速传输，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
在本申请一些实施方式中，基于所述硅基材料的总重量，硅元素的质量占比为36%-44%。由此，硅元素的质量占比在上述范围内，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
在本申请一些实施方式中，基于所述硅基材料的总重量，碳元素的质量占比为36%-44%。由此，碳元素的质量占比在上述范围内，硅元素可以均匀分布在碳元素中，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
在本申请一些实施方式中，所述硅基材料还具有氧元素，基于所述硅基材料的总重量，氧元素的质量占比为18%-22%。由此，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
在本申请一些实施方式中，所述硅基材料的体积平均粒径Dv50为10nm-200nm。由此，硅基材料的体积平均粒径Dv50在上述范围内，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
在本申请一些实施方式中，所述硅基材料的孔容为0.5cm3/g-2cm3/g。由此，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
在本申请一些实施方式中，所述硅基材料的化学式包括：(SiO2)（1-X）CX，其中，X=0.3至0.5。由此，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
本申请第二方面提供了一种制备第一方面所述的硅基材料的方法，包括：
将含有苯环的有机硅进行交联反应，煅烧，得到硅基材料，所述交联反应所得产物的交联度为60%-80%，所述硅基材料具有碳元素和硅元素，所述硅基材料包含n个区域，n大于或等于3，所述n个区域内硅元素的质量占比的标准差小于或等于0.93%。
由此，采用本申请的方法，通过化学方法将硅元素和碳元素结合，将含有苯环的有机硅进行交联反应，得到交联度为60%-80%的超交联聚合物前驱体，煅烧制备得到的硅基材料，硅元素和碳元素分布均匀，降低硅分布不均匀引起的硅基材料导电能力的下降，降低了二次电池的阻抗，且碳元素的存在，降低了硅基材料膨胀引起的硅基材料颗粒的碎裂，提升了二次电池的循环寿命。
在本申请的一些实施方式中，所述交联反应包括：将含有苯环的有机硅、溶剂、催化剂和交联剂混合反应。通过上述方法，将含有苯环的有机硅分子交联编制成整体，最后得超交联聚合物前驱体。
在本申请的一些实施方式中，所述交联剂包括二甲氧基甲烷。
在本申请的一些实施方式中，所述催化剂包括FeCl3或AlCl3中的至少一种。
在本申请的一些实施方式中，所述溶剂包括二氯甲烷、二氯乙烷或氯仿中的至少一种。
在本申请的一些实施方式中，所述反应的温度为60℃-80℃。
在本申请的一些实施方式中，所述含有苯环的有机硅、催化剂和交联剂的质量之比为100：(5-10)：(10-30)。
在本申请的一些实施方式中，所述煅烧的温度小于或等于1000℃。上述煅烧温度范围内，可以得到硅元素和碳元素分布均匀、完整的硅基材料。
在本申请的一些实施方式中，所述含有苯环的有机硅包括苯基硅油、苯基含氢硅油或苯甲基硅油中的至少一种。上述含有苯环的有机硅，交联并煅烧，可以得到硅碳混合均匀的硅基材料。
在本申请的一些实施方式中，基于所述含有苯环的有机硅的总物质的量，苯的摩尔分数为40%-60%。由此，苯环作为交联的官能团，上述苯环含量的范围内，可以得到超交联聚合物前驱体，煅烧，可以得到硅碳混合均匀的硅基材料。
在本申请的一些实施方式中，所述交联反应所得产物的交联度为75%-80%。由此，上述交联度范围内，煅烧，可以得到硅碳混合均匀的硅基材料。
本申请第三方面提供了一种负极极片，其包括本申请第一方面的所述的硅基材料或第二方面所述的方法制备的硅基材料。
本申请第四方面提供了一种电池，其包括本申请第三方面的所述的负极极片。由此，该电池具有低的阻抗，优异的循环寿命。
本申请第五方面提供了一种用电设备，其包括第四方面所述的电池。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1是本申请一实施方式的电池的结构示意图；
图2是本申请一实施方式的电池模块的结构示意图；
图3是本申请一实施方式的电池包的结构示意图；
图4是图3的分解图；
图5是电池用作电源的用电设备的一实施方式的示意图；
图6是本申请实施例1的硅基材料的一扫描电镜图；
图7是本申请实施例1的硅基材料的另一扫描电镜图；
图8是本申请实施例1的硅基材料的再一扫描电镜图；
图9是本申请实施例1的硅基材料的又一扫描电镜图；
图10是本申请实施例1的硅基材料的EDS图；
图11是本申请实施例1的超交联聚合物前驱体的氮气等温吸脱附曲线；
图12是本申请实施例1的硅基材料的氮气等温吸脱附曲线。
附图标记说明：
1：电池包；2：上箱体；3：下箱体；4：电池模块；5：电池单体。
具体实施方式
下面对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为了简明，本文仅具体地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任意上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
随着电动汽车与可充电移动设备的技术发展和需求提升，二次电池作为新能源领域的代表，与其相关的研究工作也迅猛发展。二次电池具有小的体积和重量，便于携带和使用；比能量较高，能够提供更大的能量储存量，且锂离子电池没有记忆效应，不需要完全放电再充电，因此二次电池具有广泛的应用前景。
目前二次电池的负极极片中，负极活性材料常用的是石墨类材料，其比容量已经达到其理论容量上限（372mAh/g），而硅基材料具有更高理论比容量（达4200mAh/g)，是石墨的10倍多，是极具应用前景的二次电池负极材料之一。
但是，现有的硅基材料在循环过程中体积膨胀较大，其膨胀率可达到300%，使得硅基材料容易发生物理碎裂。碎裂的硅基材料不仅会带来电池产气量增大的问题，同时也消耗电解液，这均不利于电池的循环，极大地降低了二次电池的循环寿命。
为了更好地改善硅基材料的膨胀碎裂，可以采用硅元素和碳元素复合，同时碳元素的引入，增强了硅基材料的导电能力。但是，现有的硅基材料大多采用先制备多孔碳材料，后通过物理复合（吸附）等方法在其表面吸附一定的硅后，通过煅烧得到硅基材料。由于其制备过程，硅元素采用的是物理复合再热处理的方式，硅元素无法充分与碳元素接触融合，会出现煅烧后硅分布不均的问题，造成含有其的二次电池阻抗高，循环寿命低。
在本申请中，控制硅基材料中3个及以上不同区域内硅元素质量占比的标准差小于或等于0.93%，上述标准差范围内，硅基材料中硅元素和碳元素分布均匀，可以降低硅分布不均匀引起的硅基材料导电能力的下降，降低了二次电池的阻抗，且碳元素的存在，为硅元素的膨胀提供空间，降低了硅基材料膨胀引起的硅基材料颗粒的碎裂，提升了二次电池的循环寿命。
本申请实施例公开的硅基材料适用于二次电池，并且本申请实施例公开的电池可以用于使用电池作为电源的用电设备或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。用电设备可以包括但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
本申请第一方面提出了一种硅基材料，所述硅基材料具有碳元素和硅元素，所述硅基材料包含n个区域，n大于或等于3，所述n个区域内硅元素的质量占比的标准差小于或等于0.93%。
本申请至少包括如下所述的有益效果：控制硅基材料中3个及以上不同区域内硅元素质量占比的标准差小于或等于0.93%，上述n个区域内硅元素的质量占比的标准差范围内，硅基材料中硅元素和碳元素分布均匀，可以降低硅分布不均匀引起的硅基材料导电能力的下降，降低了二次电池的阻抗，且碳元素的存在，为硅元素的膨胀提供空间，降低了硅基材料膨胀引起的硅基材料颗粒的碎裂，提升了二次电池的循环寿命。
例如，n个区域内硅元素的质量占比的标准差可以是0.01%-0.93%，0.05%-0.9%，0.1%-0.85%，0.15%-0.8%，0.2%-0.75%，0.25%-0.7%，0.3%-0.65%，0.35%-0.6%，0.4%-0.55%，0.45%-0.5%等，n个区域内硅元素的质量占比的标准差在上述范围内，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。在本申请的另一些实施方式中，n=20时，所述n个区域内硅元素的质量占比的标准差为0.4%-0.5%。
可以理解的是，n越大，则n个区域内硅元素的质量占比的标准差越能准确地表征硅元素在硅基材料中的分布，例如，n可以是3-1000，10-900，50-800，100-700，200-600，300-500等。
可以理解的是，标准差也称标准偏差，是一组数值（本申请中，指n个区域内硅元素的质量占比）自平均值分散开来的程度的一种测量观念。一个较大的标准差，代表大部分的数值和其平均值之间差异较大；一个较小的标准差，代表这些数值较接近平均值。本申请中，n个区域内硅元素的质量占比的标准差越小，硅元素分布越均匀。
n个区域内硅元素的质量占比的标准差σ的计算公式为：σ=[Σ（wi-w0）2/n]1/2，其中，i=1，2…n，wi表示n个区域中，第i个区域内硅元素的质量占比，w0表示硅基材料中硅的平均质量占比，也即基于硅基材料的总重量，硅元素的质量占比。此外，Σ表示加和，例如n=4时，σ=[Σ（（w1-w0）2+（w2-w0）2+（w3-w0）2+（w4-w0）2）/4]1/2。
此外，可以理解的是，硅基材料的n个区域中的任意两个区域，可以部分重合，也可以不重合。用于计算标准差的区域，可以用完了硅基材料上的所有区域，也可以不用完硅基材料上的所有区域，只要各个区域不完全重合，均在本申请的保护范围内。此外，不管n取大于或等于3中的任何数，只要n在某个具体数值计算得到的标准差在本申请的范围内，就应落在本申请的保护范围内。
可以理解的是，“n个区域内硅元素的质量占比的标准差”为本领域公知的含义，可以用本领域公知的仪器及方法进行测定。例如可以通过如下方法得到：
1.准确称取一定量的硅基材料，采用氢氟酸消解，再用水定容后用ICP（电感耦合等离子谱仪）测定其中的硅的浓度，得到w1；
2.重复步骤1至少3次，得到w2…wi，计算w1，w2…wi的平均值w0；
3.按照公式σ=[Σ（wi-w0）2/n]1/2计算得到n个区域内硅元素的质量占比的标准差σ。
在本申请一些实施方式中，单个区域内硅元素的质量占比为36%-44%。例如，单个区域内硅元素的质量占比可以为36%-43.5%，36.5%-43%，37%-42.5%，38%-42%，38.5%-41%，39%-40%等，由此，可以降低n个区域内硅元素的质量占比的标准差，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
可以理解的是，“单个区域内硅元素的质量占比”为本领域公知的含义，可以用本领域公知的仪器及方法进行测定。例如可以通过如下方法得到：
准确称取一定量的硅基材料，采用氢氟酸消解，再用水定容后用ICP（电感耦合等离子谱仪）测定其中的硅的浓度，得到单个区域内硅元素的质量占比。
在本申请一些实施方式中，所述硅基材料的BET比表面积为200m2/g-800m2/g，具体的，硅基材料的BET比表面积可以是200m2/g-790m2/g，250m2/g-750m2/g，300m2/g-700m2/g，350m2/g-650m2/g，400m2/g-600m2/g，450m2/g-550m2/g，500m2/g-550m2/g等，硅基材料的BET比表面积控制在上述范围内，比表面积大，有利于活性金属离子（如锂离子）的快速传输，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。在本申请的另一些实施方式中，所述硅基材料的BET比表面积为200m2/g-300m2/g。
本申请实施例中，“硅基材料的BET比表面积”为本领域公知的含义，可以用本领域公知的仪器及方法进行测定。例如可以通过如下方法得到：使用美国麦克多站式全自动BET比表面积与孔隙分析仪GeminiVII2390，取约7g左右的样品放入9cc带球泡的长管中，200℃脱气2h，随后放入主机测试得到硅基材料的BET（比表面积）数据。
在本申请一些实施方式中，基于所述硅基材料的总重量，硅元素的质量占比为36%-44%。例如，基于所述硅基材料的总重量，硅元素的质量占比可以为36%-43%，37%-42%，38%-41%，39%-40%等，硅元素的质量占比在上述范围内，有利于硅元素和碳元素混合均匀，且可以降低硅基材料碎裂的几率，降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
可以理解的是，“基于所述硅基材料的总重量，硅元素的质量占比”的测定方法与“单个区域内硅元素的质量占比”的测定方法相同，不再赘述。
在本申请一些实施方式中，基于所述硅基材料的总重量，碳元素的质量占比为36%-44%。例如，基于所述硅基材料的总重量，碳元素的质量占比可以为36%-44%，36%-43%，37%-42%，38%-41%，39%-40%等，由此，碳元素的质量占比在上述范围内，硅元素可以均匀分布在碳元素中，碳元素与硅元素复合不仅可有效缓解体积膨胀，还可以改善电极导电性并得到稳定的SEI膜，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
可以理解的是，“基于所述硅基材料的总重量，碳元素的质量占比”为本领域公知的含义，可以用本领域公知的仪器及方法进行测定。例如可以通过如下方法得到：
精确称量一定量的硅基材料后，80℃真空干燥24h除去样品中的水分，将硅基材料放置到有机元素分析仪（EA）（仪器型号：Elemantar：Vario EL cube）中，测得碳元素的质量占比。
在本申请一些实施方式中，所述硅基材料还具有氧元素，基于所述硅基材料的总重量，氧元素的质量占比为18%-22%。由此，硅基材料中引入氧元素，可以起到缓冲硅基材料体积膨胀、抑制硅颗粒团聚的作用，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
可以理解的是，“基于所述硅基材料的总重量，氧元素的质量占比”为本领域公知的含义，可以用本领域公知的仪器及方法进行测定。例如可以通过如下方法得到：
精确称量一定量的硅基材料后，80℃真空干燥24h除去样品中的水分，将硅基材料放置到有机元素分析仪（EA）（仪器型号：Elemantar：Vario EL cube）中，测得氧元素的质量占比。
在本申请一些实施方式中，所述硅基材料的体积平均粒径Dv50为10nm-200nm，例如，硅基材料的体积平均粒径Dv50可以为10nm-190nm，20nm-180nm，30nm-170nm，40nm-160nm，50nm-150nm，60nm-140nm，70nm-130nm，80nm-120nm，90nm-110nm，100nm-110nm等，由此，将硅基材料的体积平均粒径Dv50控制到纳米量级，能有效降低硅基材料在循环过程中因体积膨胀而造成的粉化和电脱离，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。在本申请另一些实施方式中，所述硅基材料的体积平均粒径Dv50为10nm-50nm。
可以理解的是，本申请实施例中，体积平均粒径Dv50是指累计体积分布百分数达到50%时所对应的粒径，可以用本领域公知的仪器及方法进行测定，例如参照标准GB/T19077-2016，使用激光粒度分析仪（例如Malvern Master Size 3000）进行测定。
在本申请一些实施方式中，所述硅基材料的孔容为0.5cm3/g-2cm3/g，例如，所述硅基材料的孔容可以为0.5cm3/g-1.9cm3/g，0.6cm3/g-1.8cm3/g，0.7cm3/g-1.7cm3/g，0.8cm3/g-1.6cm3/g，0.9cm3/g-1.5cm3/g，1cm3/g-1.4cm3/g，1.1cm3/g-1.3cm3/g等，由此，硅基材料的孔容控制在上述范围内，可以使硅基材料具有大的比表面积，有利于活性金属离子（如锂离子）的快速传输，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。在本申请另一些实施方式中，所述硅基材料的孔容为0.5cm3/g-1cm3/g。
可以理解的是，“硅基材料的孔容”为本领域公知的含义，可以用本领域公知的仪器及方法进行测定。例如可以通过如下方法得到：
使用美国麦克多站式全自动BET比表面积与孔隙分析仪GeminiVII2390，取约7g左右的样品放入9cc带球泡的长管中，200℃脱气2h，随后放入主机测试得到硅基材料的孔容。
在本申请一些实施方式中，所述硅基材料的化学式包括：(SiO2)（1-X）CX，其中，X=0.3至0.5。例如，X可以是0.3至0.49，0.32至0.47，0.35至0.45，0.38至0.43，0.4至0.42等，由此，硅基材料采用上述化学式，可以降低二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
本申请第二方面提供了一种制备第一方面所述的硅基材料的方法，包括：
S10：将含有苯环的有机硅进行交联反应，煅烧，得到硅基材料，所述交联反应所得产物的交联度为60%-80%，所述硅基材料具有碳元素和硅元素，所述硅基材料包含n个区域，n大于或等于3，所述n个区域内硅元素的质量占比的标准差小于或等于0.93%。
采用本申请的方法，通过化学方法将硅元素和碳元素结合，将含有苯环的有机硅进行交联反应，得到交联度为60%-80%的超交联聚合物前驱体，煅烧制备得到硅基材料，上述交联度范围内，使得硅元素和碳元素分布均匀，降低硅分布不均匀引起的硅基材料导电能力的下降，降低了二次电池的阻抗，且碳元素的存在，降低了硅基材料膨胀引起的硅基材料颗粒的碎裂，提升了二次电池的循环寿命。
具体的，交联反应所得产物的交联度可以是60%-79%，62%-77%，65%-75%，68%-73%，69%-70%等。在本申请的另一些实施方式中，所述交联反应所得产物的交联度为75%-80%。
交联度是用来表示高分子的交联程度的物理量，即交联链中被交联的结构单元Nc占总结构单元N的分数。交联度的测定可以采用核磁交联密度仪测定，具体地，在本申请实施例中，可以采用IIC XLDS-15交联密度谱仪测定。
此外，可以理解，有机硅是指，含有有机基团和硅的聚合物，含有苯环的有机硅是指有机硅中含有苯环取代基。
具体地，所述交联反应包括：
S101：将含有苯环的有机硅、溶剂、催化剂和交联剂混合反应。
通过上述方法，将含有苯环的有机硅分子交联编制成整体，得交联度为60%-80%的超交联聚合物前驱体，有利于得到碳硅混合均匀的硅基材料。
在本申请中的一些实施例中，所述交联剂包括二甲氧基甲烷。
在本申请中的一些实施例中，所述催化剂包括FeCl3或AlCl3中的至少一种。在催化剂的催化作用下，使含有苯环的有机硅分子发生傅克反应，在苯环上引入取代基，取代基再与含有苯环的有机硅的另一苯环连接，实现交联。
如此，一方面，当苯环上间位或对位的位置被取代后，由于空间位阻效应，苯环上其他位置再发生取代反应的几率低，使得大部分苯环上只发生一次取代反应，可以实现最终形成的超交联聚合物前驱体中硅元素和碳元素有规律地排布，最终得到的硅基材料中，硅元素和碳元素分布均匀，可以降低含有其的二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。另一方面，当苯环上发生傅克反应后，由于苯环存在不同的构象，增大了得到的超交联聚合物前驱体的体积和比表面积，最终得到的硅基材料的比表面积大。
在本申请的一些实施方式中，所述溶剂包括二氯甲烷、二氯乙烷或氯仿中的至少一种。
在本申请的一些实施方式中，所述反应的温度为60℃-80℃。例如，反应的温度可以是60℃-79℃，63℃-75℃，65℃-72℃，68℃-70℃，将反应温度控制在上述范围内，交联反应充分，超交联聚合物前驱体的交联度大。
在本申请的一些实施方式中，所述含有苯环的有机硅、催化剂和交联剂的质量之比为100：(5-10)：(10-30)。例如，含有苯环的有机硅、催化剂和交联剂的质量之比可以为100：(5-9)：(10-30)，100：(5-9)：(10-29)，100：(6-8)：(10-29)，100：(6-8)：(10-25)，100：(6-8)：(15-20)等，将含有苯环的有机硅、催化剂和交联剂的质量之比控制在上述范围内，有利于得到硅元素和碳元素分布均匀的硅基材料，可以降低含有其的二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。
在本申请的一些实施方式中，所述煅烧的温度小于或等于1000℃，例如，煅烧的温度可以是100℃-990℃，150℃-950℃，200℃-900℃，250℃-850℃，300℃-700℃，400℃-600℃等。上述煅烧温度范围内，可以降低硅基材料表面碎裂的概率，得到硅元素和碳元素分布均匀、完整的硅基材料，可以降低含有其的二次电池的阻抗，提升二次电池的循环寿命。在本申请的另一些实施方式中，所述煅烧的温度为500℃-900℃。
在本申请的一些实施方式中，所述含有苯环的有机硅包括苯基硅油、苯基含氢硅油或苯甲基硅油中的至少一种。苯基硅油是甲基硅油中至少部分甲基被苯基取代后的产物上述含有苯环的有机硅，交联并煅烧，可以得到硅碳混合均匀的硅基材料。
作为示例，当含有苯环的有机硅为苯甲基硅油时，交联反应的反应过程如下：
其中，“”表示连接有其他省略的重复基团。
在本申请的一些实施方式中，基于所述含有苯环的有机硅的总物质的量，苯的摩尔分数为40%-60%，例如，基于所述含有苯环的有机硅的总物质的量，苯的摩尔分数可以为40%-59%，43%-57%，45%-55%，47%-53%，48%-50%等。由此，苯环作为交联的官能团，上述苯环含量的范围内，可以得到超交联聚合物前驱体，煅烧，可以得到硅碳混合均匀的硅基材料，得到的硅基材料的容量和导电性能优异。在本申请的另一些实施方式中，基于所述含有苯环的有机硅的总物质的量，苯的摩尔分数为40%-45%。
本申请第三方面提供了一种负极极片，其包括本申请第一方面的所述的硅基材料或第二方面所述的方法制备的硅基材料。
在本申请的一些实施方式中，所述负极极片包括负极集流体和设在负极集流体至少一侧的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括所述硅基材料。所述硅基材料作为负极活性材料使用。
所述负极活性材料层通常还可选地包括粘结剂、导电剂和其它可选助剂。
作为示例，导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中一种或几种。
作为示例，粘结剂可以包括丁苯橡胶（SBR）、水性丙烯酸树脂（water-basedacrylic resin）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚乙烯醇（PVA）及聚乙烯醇缩丁醛（PVB）中的一种或几种。
作为示例，其它可选助剂可以包括增稠及分散剂（例如羧甲基纤维素钠CMC-Na）、PTC热敏电阻材料。
在本申请的一些实施方式中，所述负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料（铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等的基材）上而形成。
本申请第四方面提供了一种电池，其包括本申请第三方面的所述的负极极片。由此，该电池具有低的阻抗，优异的循环寿命。
电池，是指在放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池。
可以理解的是，本申请提出的电池，可以是锂离子电池，也可以是钠离子电池。
通常情况下，电池包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液。在电池充放电过程中，活性金属离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，起到隔离的作用。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导活性金属离子的作用。
[正极极片]
在本申请一些实施方式中，正极极片包括正极集流体，正极集流体可采用金属箔片、泡沫金属或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。复合集流体可通过将金属材料（铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材）上而形成。
在本申请一些实施方式中，所述正极极片还可以包括正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料的具体种类不做限制，可以采用本领域已知的能够用于电池正极的活性材料，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
当电池为锂离子电池时，作为示例，所述正极活性材料可以包括但不限于锂过渡金属氧化物，橄榄石结构的含锂磷酸盐及其各自的改性化合物中的至少一种。锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物及其改性化合物中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料及其改性化合物中的至少一种。这些材料均可以通过商业途径获得。
当电池为钠离子电池时，作为示例，所述正极活性材料可以包括但不限于层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类似物中的至少之一。
作为上述层状过渡金属氧化物的示例，例如可以列举出：
Na1-xCuhFekMnlM1 mO2-y，其中M1为Li、Be、B、Mg、Al、K、Ca、Ti、Co、Ni、Zn、Ga、Sr、Y、Nb、Mo、In、Sn及Ba中的至少一种，0<x≤0.33，0<h≤0.24，0≤k≤0.32，0<l≤0.68，0≤m<0.1，h+k+l+m＝1，0≤y<0.2；
Na0.67Mn0.7NizM2 0.3-zO2，其中M2为Li、Mg、Al、Ca、Ti、Fe、Cu、Zn及Ba中的至少一种，0<z≤0.1；
NaaLibNicMndFeeO2，其中0.67<a≤1，0<b<0.2，0<c<0.3，0.67<d+e<0.8，b+c+d+e＝1。
作为上述聚阴离子化合物的示例，例如可以列举出：
A1 fM3 g(PO4)iOjX1 3-j，其中A1为H、Li、Na、K及NH4中的至少一种，M3为Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、V、Cu及Zn中的至少一种，X1为F、Cl及Br中的至少一种，0<f≤4，0<g≤2，1≤i≤3，0≤j≤2；
NanM4PO4X2，其中M4为Mn、Fe、Co、Ni、Cu及Zn中的至少一种，X2为F、Cl及Br中的至少一种，0<n≤2；
NapM5 q(SO4)3，其中M5为Mn、Fe、Co、Ni、Cu及Zn中的至少一种，0<p≤2，0<q≤2；
NasMntFe3-t(PO4)2(P2O7)，其中0<s≤4，0≤t≤3，例如t为0、1、1.5、2或3。
作为上述普鲁士蓝类似物的示例，例如可以列举出：
AuM6 v[M7(CN)6]w·xH2O，其中A为H+、NH4 +、碱金属阳离子及碱土金属阳离子中的至少一种，M6和M7各自独立地为过渡金属阳离子中的至少一种，0<u≤2，0<v≤1，0<w≤1，0<x<6。例如A为H+、Li+、Na+、K+、NH4 +、Rb+、Cs+、Fr+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及Ra2+中的至少一种，M6和M7各自独立地为Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn及W中的至少一种过渡金属元素的阳离子。
电池在充放电过程中会伴随Li或Na的脱嵌及消耗，电池在放电到不同状态时Li或Na的摩尔含量不同。本申请实施例中关于正极材料的列举中，Li或Na的摩尔含量为材料初始状态，即投料前状态，正极材料应用于电池体系中，经过充放电循环，Li或Na的摩尔含量会发生变化。
本申请实施例中关于正极材料的列举中，O的摩尔含量仅为理论状态值，晶格释氧会导致氧的摩尔含量发生变化，实际O的摩尔含量会出现浮动。
上述各材料的改性化合物可以是对材料进行掺杂改性和/或表面包覆改性。
所述正极活性材料层通常还可选地包括粘接剂、导电剂和其它可选助剂。
作为示例，导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、SuperP（SP）、石墨烯及碳纳米纤维中至少一种。
作为示例，粘接剂可以包括丁苯橡胶（SBR）、水性丙烯酸树脂（water-basedacrylic resin）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚丙烯酸（PAA）、羧甲基纤维素（CMC）、聚乙烯醇（PVA）及聚乙烯醇缩丁醛（PVB）中的至少一种。
[电解液]
电解液可以包括电解质盐和溶剂。
作为示例，当电池为锂离子电池时，电解质锂盐可包括六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、高氯酸锂（LiClO4）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）、双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）、三氟甲磺酸锂（LiTFS）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟磷酸锂（LiPO2F2）、二氟二草酸磷酸锂（LiDFOP）及四氟草酸磷酸锂（LiTFOP）中的至少一种。
作为示例，当电池为钠离子电池时，电解质钠盐包括六氟磷酸钠、二氟草酸硼酸钠、四氟硼酸钠、双草酸硼酸钠、高氯酸钠、六氟砷酸钠、双(氟磺酰)亚胺钠、三氟甲基磺酸钠和双(三氟甲基磺酰)亚胺钠中的至少之一。
作为示例，所述溶剂可包括碳酸亚乙酯（EC）、碳酸亚丙酯（PC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二丙酯（DPC）、碳酸甲丙酯（MPC）、碳酸乙丙酯（EPC）、碳酸亚丁酯（BC）、氟代碳酸亚乙酯（FEC）、甲酸甲酯（MF）、乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、乙酸丙酯（PA）、丙酸甲酯（MP）、丙酸乙酯（EP）、丙酸丙酯（PP）、丁酸甲酯（MB）、丁酸乙酯（EB）、1，4-丁内酯（GBL）、环丁砜（SF）、二甲砜（MSM）、甲乙砜（EMS）及二乙砜（ESE）中的至少一种。
在本申请一些实施方式中，电解液中还包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂，也可以包括正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温性能的添加剂、改善电池低温性能的添加剂。
[隔离膜]
作为上述的隔离膜，本申请并没有特别的限制，可以根据实际需求选用任意公知的具有电化学稳定性和力学稳定性的多孔结构隔离膜，例如可以包括包含玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种的单层或多层薄膜。
本申请实施例对电池单体的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其它任意的形状。如图1是作为一个示例的方形结构的电池单体5。
在一些实施方式中，电池单体可包括外包装。该外包装用于封装正极极片、负极极片和电解质。
在一些实施方式中，外包装可包括壳体和盖板。其中，壳体可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体具有与容纳腔连通的开口，盖板能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。
正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件。电极组件封装于所述容纳腔。电池单体所含电极组件的数量可以包括一个或几个，可根据需求来调节。
在一些实施方式中，电池单体的外包装可以包括硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳。
电池单体的外包装也可以包括软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，如可包括聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）中的至少一种。
在一些实施方式中，电池单体可以组装成电池模块，电池模块所含电池的数量可以为多个，具体数量可根据电池模块的应用和容量来调节。
图2是作为一个示例的电池模块4。参照图2，在电池模块4中，多个电池单体5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其它任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个电池单体5进行固定。
电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个电池单体5容纳于该容纳空间。在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以根据电池包的应用和容量进行调节。
图3和4是作为一个示例的电池包1。参照图3和4，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
本申请第五方面提供了一种用电设备，其包括第四方面所述的电池。具体的，所述电池可以作为所述用电设备的电源，也可以作为所述用电设备的能量存储单元。所述用电设备可以包括但不限于移动设备（例如手机、笔记本电脑）、电动车辆（例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车）、电气列车、船舶及卫星、储能系统。
图5是作为一个示例的用电设备。该用电设备包括纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车。
作为另一个示例的用电设备可以包括手机、平板电脑、笔记本电脑。该用电设备通常要求轻薄化，可以采用电池作为电源。
为了使本申请实施例所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚，以下将结合实施例和附图进行进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本申请保护的范围。
实施例1
【正极极片制备】
称取质量百分含量为2%聚偏氟乙烯(PVDF)、2%导电剂super P和96%钴酸锂(LiCoO2)，依次加入到N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀制备出正极浆料。将浆料涂敷到9μm厚的铝箔中干燥，然后辊压以制备正极。
【负极极片制备】
硅基材料的制备：
将苯基硅油溶于二氯甲烷中，加入FDA（二甲氧基甲烷）交联剂室温搅拌10min；
将FeCl3快速加入反应体系中，充分搅拌10min后，将体系升温至80℃反应8h，得到超交联聚合物前驱体。
将得到的超交联聚合物前驱体泡于甲醇溶液中，洗去多余的催化剂（FeCl3），真空60℃干燥24h得到超交联聚合物前驱体。
将超交联聚合物前驱体煅烧得到硅基材料。
负极极片的制备：
（1）负极浆料制备：将96.5wt.%前述制备的硅基材料，2.5wt.%的丁苯胶乳（SBR）粘结剂，1wt.%的SP导电炭黑在去离子水的溶剂中分散均匀，制成负极浆料。
（2）将负极浆料均匀地由涂布机涂覆于集流体上，烘干，得到负极极片。
【电解液制备】
通过将1M的LiPF6溶解在将碳酸亚乙烯酯添加到碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和碳酸二甲酯以1：1：2的体积比混合的溶剂中的溶液中来制备电解质溶液。
在使用聚乙烯隔膜、制备的正极和负极通过常规方法制备电池后，注入制备的电解质溶液以制备二次电池。
实施例2-23及对比例1-2的含有负极极片的二次电池，除参数不同外（参见表1），其余与实施例1相同。
本申请实施例1-23和对比例1-2的硅基材料的参数如表1所示。
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表1中，“/”表示不添加。
性能测试：
1、硅基材料n个区域内硅元素的质量占比的标准差的测定：
（1）准确称取一定量的硅基材料，采用氢氟酸消解，再用水定容后用ICP（电感耦合等离子谱仪）测定其中的硅的浓度，得到w1；
（2）重复步骤（1）n次，得到w2…wi，计算w1，w2…wi的平均值w0；
（3）按照公式σ=[Σ（wi-w0）2/20]1/2计算得到n个区域内硅元素的质量占比的标准差σ。
测定实施例1的硅基材料n个区域内硅元素的质量占比的标准差时，n=100，分别根据前3次测量结果，前20次测量结果，前50次测量结果，100次测量结果，计算得到硅基材料3个区域内硅元素的质量占比的标准差为0.42%，硅基材料20个区域内硅元素的质量占比的标准差为0.40%，硅基材料50个区域内硅元素的质量占比的标准差为0.41%，硅基材料100个区域内硅元素的质量占比的标准差为0.41%。
测定其他实施例和对比例的硅基材料n个区域内硅元素的质量占比的标准差时，n=20，仅测量硅基材料20个区域内硅元素的质量占比的标准差。
2、超交联聚合物前驱体的交联度测定：
采用IIC XLDS-15交联密度谱仪测定超交联聚合物前驱体的交联度。
3、硅基材料的扫描电镜（SEM）及能谱测试（EDS）：
将实施例1得到的硅基材料做扫描电镜（SEM），扫描电镜如图6-9所示；
将实施例1得到的超交联聚合物前驱体和硅基材料做能谱测试（EDS），在SEM显微镜下选取表面平整区域，尺寸为200μm×200μm范围做EDS图，得到图10。
由图6-9可以看出，本申请实施例1制备的硅基材料，具有优异的比表面积。
图10中第一排（上排）为超交联聚合物前驱体的EDS图，第二排（下排）为硅基材料的EDS图，由图10可以看出，超交联聚合物前驱体和硅基材料中，硅元素、碳元素、氧元素分布均匀，且由EDS测得硅基材料中硅元素的质量占比的标准差为0.43%。
4、BET比表面积及孔容测定：
使用美国麦克多站式全自动BET比表面积与孔隙分析仪GeminiVII2390，取约0.5g左右的样品放入9cc带球泡的长管中，200℃脱气2h，随后放入主机测试得到硅基材料的BET（比表面积）数据。图11为实施例1的超交联聚合物前驱体的氮气等温吸脱附曲线，可得超交联聚合物前驱体的BET比表面积为855m2/g，孔容为1.75cm3/g，图12为实施例1的硅基材料的氮气等温吸脱附曲线，可得超交联聚合物前驱体的BET比表面积为220m2/g，孔容为0.62cm3/g，由于煅烧过程中，超交联聚合物前驱体的骨架存在坍塌，因此，煅烧后硅基材料的比表面积降低。
5、硅基材料碳元素、硅元素及氧元素质量占比的测定：
精确称量一定量的硅基材料后，80℃真空干燥24h除去样品中的水分，将硅基材料放置到有机元素分析仪（EA）（仪器型号：Elemantar：Vario EL cube）中，测得碳元素和氧元素的质量占比。
6、电池阻抗测试：
制备扣式电池：
a、负极极片的制备：
将96.5wt.%前述实施例制备的硅基材料，2.5wt.%的丁苯胶乳（SBR）粘结剂，1wt.%的SP导电炭黑在去离子水的溶剂中分散均匀，制成负极浆料，将负极浆料涂覆于铜箔（厚度为6μm）一侧表面上（涂布面密度为0.15g/1540.25mm2），然后经过烘干、冷压，在负极集流体一侧表面上形成负极活性材料层（其厚度为0.15mm），最后经冲切，得到负极极片；
b、正极极片的制备：
将正极活性材料（LiFePO4）、导电碳（SP）、粘结剂（聚偏二氟乙烯PVDF）按质量比为96：2：2溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）中，充分搅拌混合均匀后制备成正极浆料，将正极浆料涂覆在铝箔的一侧表面上（涂布面密度为0.4g/1540.25mm2），然后经过烘干、冷压，在铝箔（15μm）一侧表面上形成正极活性材料层（其厚度为0.2mm），最后经冲切，得到正极极片；
c、隔离膜的制备：
以聚乙烯多孔聚合薄膜作为隔离膜（厚度7μm）；
d、电解液的制备
将碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）和碳酸二甲酯（DMC）按质量比1：1:1进行混合，得到溶剂，将充分干燥的电解质盐LiPF6溶解于上述溶剂中，混合均匀后获得浓度为1mol/L的电解液。
装配：将单个正极极片、单个隔离膜、单个负极极片按顺序叠好（正极极片上形成正极活性物质层的一侧接触隔离膜，负极极片上形成负极活性物质层的一侧接触隔离膜），使隔离膜处于正负极中间起到隔离的作用，并添加电解液，通过压力封装（50MPa）得到型号为CR2032扣式全电池（容量≤5mAh）。
采用Autolab电化学工作站 nova 2.1，将扣式电池连接到电化学工作站，扫描范围1μhz-1MHZ；扫描恒电位范围±10V，测试纽扣电池的EIS（阻抗）得到其扩散阻抗。
7、电池循环寿命测试：
以实施例1为例，将实施例1的二次电池在1C下充电至4.5V的充电结束电压之后，再在1C下放电至2.5V的放电结束电压，循环测试，循环1000圈后测定容量保持率，放电容量保持率=电池循环1000圈后容量/电池初始容量，结果见表2。
表2
由表2可以看出，本申请实施例1-23中，硅元素的质量占比的标准差小于或等于0.93%，硅基材料中硅元素和碳元素分布均匀，降低硅分布不均匀引起的硅基材料导电能力的下降，及硅基材料膨胀引起的硅基材料颗粒的碎裂，二次电池的阻抗低，循环寿命长，而对比例1-2中的硅基材料中硅元素的质量占比的标准差不在本申请的范围内，电池的阻抗明显升高，循环寿命明显降低。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (20)

1.一种硅基材料，其特征在于，所述硅基材料具有碳元素和硅元素，所述硅基材料包含n个区域，n大于或等于3，所述n个区域内硅元素的质量占比的标准差小于或等于0.93%。
2.根据权利要求1所述的硅基材料，其特征在于，n=20时，所述n个区域内硅元素的质量占比的标准差为0.4%-0.5%。
3.根据权利要求1所述的硅基材料，其特征在于，单个区域内硅元素的质量占比为36%-44%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的BET比表面积为200m2/g-800m2/g。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的硅基材料，其特征在于，基于所述硅基材料的总重量，硅元素的质量占比为36%-44%。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的硅基材料，其特征在于，基于所述硅基材料的总重量，碳元素的质量占比为36%-44%。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料还具有氧元素，基于所述硅基材料的总重量，氧元素的质量占比为18%-22%。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的体积平均粒径Dv50为10nm-200nm。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的孔容为0.5cm3/g-2cm3/g。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的硅基材料，其特征在于，所述硅基材料的化学式包括：
(SiO2)（1-X）CX，其中，X=0.3至0.5。
11.一种制备硅基材料的方法，其特征在于，包括：
将含有苯环的有机硅进行交联反应，煅烧，得到硅基材料，所述交联反应所得产物的交联度为60%-80%，所述硅基材料具有碳元素和硅元素，所述硅基材料包含n个区域，n大于或等于3，所述n个区域内硅元素的质量占比的标准差小于或等于0.93%。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述交联反应包括：将含有苯环的有机硅、溶剂、催化剂和交联剂混合反应。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：
所述交联剂包括二甲氧基甲烷；
所述催化剂包括FeCl3或AlCl3中的至少一种；
所述溶剂包括二氯甲烷、二氯乙烷或氯仿中的至少一种；
所述反应的温度为60℃-80℃；
所述含有苯环的有机硅、催化剂和交联剂的质量之比为100：(5-10)：(10-30)。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述煅烧的温度小于或等于1000℃。
15.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述含有苯环的有机硅包括苯基硅油、苯基含氢硅油或苯甲基硅油中的至少一种。
16.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其特征在于，基于所述含有苯环的有机硅的总物质的量，苯的摩尔分数为40%-60%。
17.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述交联反应所得产物的交联度为75%-80%。
18.一种负极极片，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的硅基材料或采用权利要求11-17中任一项所述的方法得到的硅基材料。
19.一种电池，其特征在于，包括权利要求18所述的负极极片。
20.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求19所述的电池。
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