CN117957667A - 硅碳复合材料、其制备方法、及含有其的二次电池 - Google Patents

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CN117957667A CN202280007367.9A CN202280007367A CN117957667A CN 117957667 A CN117957667 A CN 117957667A CN 202280007367 A CN202280007367 A CN 202280007367A CN 117957667 A CN117957667 A CN 117957667A
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Abstract

本申请提供了一种硅碳复合材料及其制备方法、负极极片及二次电池，其中该硅碳复合材料包括多孔碳基体和硅基颗粒；所述多孔碳基体的内部包括多个宽度为5nm‑50nm的孔道，所述硅基颗粒分布于所述孔道中，且所述多孔碳基体满足：1.0×10‑7≤V总/S总≤10.0×10‑7；其中，S总为所述宽度为5nm‑50nm的孔道占据的总表面积，计量单位：×104cm2/g；V总为所述宽度为5nm‑50nm的孔道占据的总孔体积，计量单位：cm3/g。该硅碳复合材料具有良好的导电性以及结构稳定性，应用在二次电池的负极能够有效提高二次电池的体积容量和能量密度，并且还使得二次电池具有良好的循环寿命。

Description

硅碳复合材料、其制备方法、及含有其的二次电池 技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种硅碳复合材料、其制备方法、及含有其的二次电池。
背景技术
近年来，二次电池因其较高的功率密度和体积比容量而被广泛应用于各类电子产品和电动汽车中。但是随着二次电池取得的极大发展以及广泛应用，对其体积容量、能量密度、循环寿命等提出了更高的要求。
二次电池中通常使用石墨作为负极材料，但石墨的理论容量较低(372mA·h/g)，已无法满足对具有更高体积容量、能量密度的二次电池的需求。硅基材料因其具有极高的理论容量(4200mAh/g)以及较低的嵌锂电位而成为二次电池更加理想的负极材料。但是硅材料极低的导电率以及较大的体积膨胀限制了其应用。因此，如何提高以硅基材料作为负极材料的二次电池的电化学性能成为一项亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请是鉴于上述技术问题而进行的，其目的在于，提供一种硅碳复合材料，该复合材料具有良好的导电性以及结构稳定性，使得其能够在提高二次电池的能量密度的同时，还使得二次电池具有良好的循环寿命。
第一方面，本申请提供一种硅碳复合材料，所述硅碳复合材料包括多孔碳基体和硅基颗粒；所述多孔碳基体的内部包括多个宽度为5nm-50nm的孔道，所述硅基颗粒分布于所述孔道中，且所述多孔碳基体满足：1.0×10 -7≤V 总/S 总≤10×10 -7；其中，S 总为所述宽度为5nm-50nm的孔道占据的总表面积，计量单位：×10 4cm 2/g；V 总为所述宽度为5nm-50nm的孔道占据的总孔体积，计量单位：cm 3/g。
本申请提供的硅碳复合材料具有多孔碳基体，该多孔碳基体中具有多个狭长的 孔道，使得该多孔碳基体形成了交联的三维网状结构，硅基颗粒分布于相互交联的孔道内。一方面，该多孔碳基体的三维网状结构能够容纳并限制硅基颗粒的膨胀，改善电池循环过程中，硅基颗粒膨胀对复合材料结构的破坏，从而帮助提高复合材料在电池中的循环稳定性；另一方面，该多孔碳基体特定孔分布及其结构有助于硅占据碳骨架中的孔隙并分散在碳材料内部，能够通过具有高导电性的交联碳骨架实现高效的电子传输，使得硅碳复合材料在具有高比容量的同时，还具有良好的导电性，应用于电池时有助于降低电池的极化。
在一些实施例中，1.0≤V 总/S 总≤10，可选地，2.0≤V 总/S 总≤5.0，单位：10 - 7cm。
在一些实施例中，10≤S 总≤50，可选地，1≤S 总≤30，单位：×10 4cm 2/g。
在一些实施例中，0.002≤V 总≤0.250，可选地，0.004≤V 总≤0.200，单位：cm 3/g。
本申请的实施例中，多孔碳基体中具有宽度为5nm-50nm的狭长形孔道，满足上述条件的多孔碳基体构成了三维的交联网状结构，且其中存在至少两个互相连通的孔道，使得多孔碳基体具有三维网状结构的同时，还具有较大的比表面积，其具有足够的位置与体积供硅基颗粒分布其上。该多孔碳基体中的孔道结构还具有较大的体积，能够容纳并限制硅基颗粒在电池循环过程中的膨胀，从而保持硅碳材料在电池循环过程中的结构稳定性。
在一些实施例中，所述多孔碳基体在4MPa压力下的粉末电阻率为1Ω/cm-300Ω/cm，可选地为1.Ω/cm-100Ω/cm。
本申请实施例提供的硅碳复合材料具有粉末电阻率极小的多孔碳基体，通过该多孔碳基体构建了具有良好导电性的碳骨架，使得复合该碳骨架和硅基颗粒得到的硅碳复合材料同样具备良好的导电性。
在一些实施例中，所述硅基颗粒的晶粒的尺寸小于或等于20nm，优选地为2nm-10nm。
在一些实施例中，所述多孔碳基体的体积粒径分布D v50≤10μm，可选地为5≤D v50≤10μm；和/或所述多孔碳基体的体积粒径分布D v90≤20μm，可选地为10≤D v90≤15μm。
在一些实施例中，所述硅基颗粒在所述硅碳复合材料中的含量为25％-65％，可 选地为35％-45％。
本申请的实施例中，通过控制硅基颗粒在硅碳复合材料中的含量在合适的范围内，能够有效避免含硅量过低，该硅碳复合材料的比容量较低的问题；或者避免含硅量过高，过多的硅基颗粒破坏碳骨架优良的导电性的问题。由此，帮助提高硅碳符合材料的比容量的同时还有助于提高硅碳材料在电池中的循环稳定性。
在一些实施例中，所述硅碳复合材料在12MPa压力下的粉末电阻率为R≤300Ω/cm，可选地为1.1Ω/cm-200Ω/cm；和/或所述硅碳复合材料在16MPa压力下的粉末电阻率为R≤200Ω/cm，可选地为1Ω/cm-100Ω/cm。
本申请的实施例中，得益于多孔碳基体相互交联的三维网状结构，硅颗粒均匀分布于基体内部，该硅碳复合材料具备较小的粉末电阻率，换言之，具有良好的导电性，使得硅碳复合材料在电池中具有较高比容量的同时还兼具良好的结构稳定性以及循环稳定性。
在一些实施例中，所述硅碳复合材料满足下述(1)-(6)中的一个或几个：(1)所述硅碳复合材料的体积粒径分布Dv10≤5μm，可选地为3≤Dv10≤5μm；(2)所述硅碳复合材料的体积粒径分布Dv50≤10μm，可选地为5≤Dv50≤8μm；(3)所述硅碳复合材料的体积粒径分布10≤Dv90≤20μm，可选地为10≤Dv90≤15μm；(4)所述硅碳复合材料的粒径分布满足：(Dv90-Dv10)/Dv50≤1.8，可选地，1.4≤(Dv90-Dv10)/Dv50≤1.6；(5)所述硅碳复合材料在2MPa压力下的压实密度为1g/cm 3-1.5g/cm 3，可选地为1.1g/cm 3-1.3g/cm 3；(6)所述硅碳复合材料的比表面积为2m 2/g-10m 2/g，可选地为3m 2/g-7m 2/g。
在一些实施例中，所述碳基复合材料的X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)峰在衍射角28°-29°之间的峰值记为P1，所述硅基颗粒的XRD峰在衍射角42°-45°之间的峰值记为P2，则2≤P1/P2≤4；可选地，600≤P1≤800；可选地，200≤P2≤400。
第二方面，提供一种硅碳复合材料的制备方法，所述制备方法包括：将基材与致孔剂在溶剂中混合以得到第一混合物；高温处理所述第一混合物以得到多孔碳基体；通过化学气相沉积将硅烷气体沉积在所述多孔碳基体得到所述硅碳复合材料。
在一些实施例中，所述基材包括糖、树脂中的至少一种；可选地，所述糖包括葡萄糖、蔗糖、果糖、淀粉、支链淀粉、直链淀粉、木质素、糊精、麦芽糖糊精中的至少一种；可选地，所述树脂包括线性酚醛树脂、可溶性酚醛树脂、环氧树脂和聚氨 酯中的至少一种。
在一些实施例中，所述致孔剂包括氯化钠、氯化钾、氯化锌、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
在一些实施例中，所述基材与所述致孔剂的质量比为1:5-10:1，可选为2:1-5:1。
本申请的实施例中，根据基材的量确定致孔剂的用量，能够有效避免因致孔剂用量不足无法产生足够气体形成2nm-10nm的孔道结构的情况；或者避免因致孔剂用量过大导致局部反应剧烈，快速产生气体造成尺寸较大的孔洞或孔隙的情况。由此，通过控制基材与致孔剂的质量比在合适的范围内，能够保证制备得到的多孔碳基体具有由5nm-50nm的孔道相互交联形成的三维网状结构。
在一些实施例中，所述溶剂包括水或醇，所述醇包括甲醇、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、异丙醇或多元醇中的至少一种。
在一些实施例中，所述基材与所述溶剂的质量比为1:100-10:1，可选为1:2-10:1。
本申请的实施例中，根据基材的量确定溶剂的用量，能够有效避免因溶剂过少，第一混合物的粘度过大，在致孔剂产生气体后气体无法及时分散，使得孔隙的尺寸较大或较长的情况；或者避免因溶剂用量过多，第一混合物粘度过小，在致孔剂产生气体后气体均快速排出导致造孔失败的情况。由此，通过控制基材与溶剂的质量比在合适的范围内，能够进一步保证制备得到的多孔碳基体中孔道的质量。
在一些实施例中，所述将基材与致孔剂在溶剂中混合包括：将所述基材与所述致孔剂在所述溶剂中通过搅拌混合；可选地，所述搅拌的速度为100rpm/min-1500rpm/min，进一步可选地为200rpm/min-1000rpm/min。
在一些实施例中，所述高温处理所述第一混合物以得到多孔碳基体包括：以第一温度处理所述第一混合物得到第二混合物，所述第二混合物为固态混合物；以第二温度处理所述第二混合物得到碳前驱体；以第三温度处理所述碳前驱体得到所述多孔碳基体。
本申请的实施例中，首先在第一温度下处理第一混合物，在该过程中多余的溶剂挥发、基材初步固化成第二混合物；然后在第二温度下处理第二混合物，在该过程中第一混合物进一步固化形成碳前驱体；随后在第三温度下处理碳前驱体，在该过程中碳前驱体中的致孔剂、残留的溶剂均发生热解，在高温下产生气体从而在基材内部 造孔。由此，经过上述多温度、多步骤的加热过程，能够将第一混合物转化为内部具有相互交联的孔道结构的多孔碳基体。通过多温度、多步骤的加热，能够有效提高致孔剂在碳前驱体中分布的均匀性，使得最终制备得到的多孔碳基体中的孔道在材料中均匀分布。
在一些实施例中，所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度满足下述(I)-(III)中的一个或几个：(I)所述第一温度为40℃-80℃，可选地为40℃-60℃；(II)所述第二温度为100℃-200℃，可选地为150℃-180℃；(III)所述第三温度为600℃-1200℃，可选地为800℃-1000℃。
本申请的实施例中，通过控制第一温度在合适的范围内，能够避免第一温度过高，局部出现大量聚集的微孔，最终得到的孔道长度过长或出现尺寸过大的孔道的情况，或者避免第一温度过低，不利于第一混合物固化成型，影响后续加工的情况。
在一些实施例中，所述制备方法包括：在以所述第二温度处理所述第二混合物前，对所述第二混合物进行破碎处理。
在一些实施例中，所述制备方法还包括：在以所述第三温度处理所述碳前驱体前，对所述碳前驱体进行破碎处理；可选地，对所述碳前驱体进行破碎处理后所述碳前驱体的粒径为1μm-1000μm，更可选为5μm-100μm。
在一些实施例中，所述以第三温度处理所述碳前驱体包括：在惰性气体中以所述第三温度处理所述碳前驱体；可选地，所述惰性气体包括氮气、氩气、氦气中的至少一种。
在一些实施例中，所述制备方法还包括：在所述多孔碳基体中沉积所述硅基颗粒前，对所述多孔碳基体进行除杂和/或去磁处理。
在一些实施例中，所述化学气相沉积的气氛为硅烷气体和氢气的混合气；可选地，所述硅烷气体的体积占所述混合气的体积的10％-50％。
在一些实施例中，所述化学气相沉积硅烷气体的流量为0.5L/min-1L/min；和/或，所述化学气相沉积的温度为500℃-800℃。
本申请的实施例中，通过控制化学气相沉积的条件满足上述条件，有利于硅烷气体缓慢进入多孔碳基体的内部并均匀地分解、沉积在多孔碳基体的孔道中，从而避免硅基颗粒沉积在材料表面，有助于降低硅碳复合材料的电阻率。
第三方面，提供一种二次电池，包括负极极片，所述负极极片包括第一方面任 一实施例中的硅碳复合材料，或包括根据第二方面任一实施例中的方法制备的硅碳复合材料。
第四方面，提供一种用电装置，所述用电装置包括第三方面任一实施例中的二次电池。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
图1是本申请实施例一种多孔碳基体的扫描电镜图。
图2是本申请实施例一种多孔碳基体的另一扫描电镜图。
图3是本申请实施例一种硅碳复合材料的扫描电镜图。
图4是本申请实施例一种硅碳复合材料的另一扫描电镜图。
图5是本申请实施例一种硅碳复合材料的X射线衍射峰图。
图6是本申请实施例一种硅碳复合材料的制备方法的示意性流程图。
图7是本申请实施例一种硅碳复合材料的制备方法的另一示意性流程图。
图8是本申请实施例一种二次电池的示意性结构图。
图9是本申请实施例一种电池模块的示意性结构图。
图10是本申请实施例一种电池包的示意性结构图。
图11是本申请实施例一种电池包的另一示意性结构图。
图12是本申请实施例一种用电装置的示意性结构图。
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的硅碳复合材料、制备硅碳材料的制备方法、含有硅碳材料的负极极片、二次电池、电池模块、电池包、用电装置和硅碳材料在制备二次电池中的应用的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定 权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A 或B”：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)而B为真(或存在)；或A和B都为真(或存在)。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离件。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离件设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。
二次电池可以包括锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池等。本申请以锂离子电池为示例，锂离子电池是一种典型的二次电池，由于其依靠锂离子在正负极之间脱嵌的化学反应进行充放电，锂离子电池又被称为摇椅式电池。锂离子电池的充电过程中，锂离子从正极脱出，移动并嵌入到负极；而放电过程中，锂离子从负极脱出，移动并嵌入正极。
近年来，二次电池得到了极大的发展，被广泛应用于电动工具、电子产品、电动汽车、航空航天等多个领域的同时，也对二次电池的体积容量、能量密度以及循环性能提出了更高的要求。
对于负极材料来说，石墨由于其广泛的来源、丰富的储量、稳定的电化学性质成为最常用的负极材料之一。但石墨的理论容量(372mA·h/g)较低，已无法满足对更高体积容量和能量密度的二次电池的需求。硅材料同样具有广泛的来源和丰富的储量，并且具有极高的理论容量(4200mAh/g)和较低的嵌锂电位，在电解液中还具有较好的化学稳定性，不易与电解液发生副反应，从而逐渐成为了更加理想的二次电池负极材料。
在使用硅作为负极材料的二次电池的电化学反应中，一方面，由于硅材料的晶格结构与石墨不同，在锂离子在嵌入的过程中，硅材料会发生巨大的体积膨胀，膨胀率可达300％，极易损坏负极材料的结构，使得负极材料表面破损或从集流体上脱落。并且，在硅作为负极材料的二次电池中，负极材料的表面也会形成SEI(Solid electrolyte interphase)膜，由于硅材料的膨胀使得负极材料的表面不断被破坏，SEI膜 也随之不断被破坏然后重新生成，造成了不必要的锂离子消耗，影响二次电池的容量。另一方面，硅材料属于半导体材料，其导电率较低、界面阻抗大，极大地阻碍了电子在硅材料表面以及内部的传导，影响二次电池的倍率性能。
有鉴于此，本申请提供了一种硅碳复合材料，该硅碳复合材料包括多孔碳基体以及分布于多孔碳基体中的硅基颗粒。硅基颗粒分布于多孔碳基体互相交联的孔道内，使得该硅碳复合材料具有极高的体积容量以及能量密度，多孔碳基体为三维网状结构，具有良好的电导率的同时其互相交联的孔道内的空间还能够容纳和限制硅基颗粒的体积膨胀，使得该硅碳复合材料具有良好的导电性能、倍率性能以及循环新能。
应理解，本申请所述“嵌锂”、“嵌入”过程指锂离子由于电化学反应在正极材料和负极材料中嵌入的过程，本申请所述“脱出”、“脱锂”、“脱嵌”过程指锂离子由于电化学反应在正极材料和负极材料中脱出的过程。
首先，本申请提供一种硅碳复合材料，该硅碳复合材料包括多孔碳基体和硅基颗粒，多孔碳基体的内部包括多个宽度为5nm-50nm的孔道，硅基颗粒分布于孔道中，且多孔碳基体满足：1.0≤V 总/S 总≤10，单位：10 -7cm；其中，S 总为宽度为5nm-50nm的孔道占据的总表面积，计量单位：×10 4cm 2/g；V 总为宽度为5nm-50nm的孔道占据的总孔体积，计量单位：cm 3/g。
具体地，V 总/S 总可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，或者其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
图1和图2为本申请实施例一种多孔碳基体的扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)图。参考图1和图2，多孔碳基体中具有丰富的孔道结构，以及互相交联的三维网络状碳骨架。
V 总/S 总代表多孔碳基体中孔道的平均孔长度，多孔碳基体由于其内的多个孔道结构，形成具有三维网状结构的碳骨架。该碳骨架作为电子导体，其导电模型可以类比与并联电路。并联电路欧姆定律满足式(I)：
1/R 总＝1/R 1+1/R 2+1/R 3+...+1/R m式(I)
其中，R 总为并联电路的总电阻，R 1为第一并联支路的电阻，R 2为第二并联支路的电阻，R 3为第三并联支路的电阻，R m为第m并联支路的电阻，m为整数且m≥2。因此，对于该多孔碳基体来说，控制其单位孔道长度在较小的范围内，能够使得多孔碳基体中并联的碳骨架分支更多，具有更小的电阻率。
图3和图4为本申请实施例提供的硅碳复合材料的扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)图。参见图1至图4，本申请提供的硅碳复合材料主要由多孔碳基体和分布于多孔碳基体的孔道结构内的硅基颗粒组成，满足上述条件的多孔碳基体不同于一般的碳基体，其内具有多个孔道结构，多个孔道结构中的至少两个互相联通，使得多孔碳基体形成了三维网状结构。该多孔碳基体一方面具有良好的导电率，在其上复合硅基颗粒后能够有效提高硅碳界面的电子传输效率；另一方面其丰富的交联孔道结构能够有效容纳和限制电池循环过程中硅基颗粒的体积膨胀，从而有效提高硅碳复合材料的结构稳定性，减少因硅基颗粒体积膨胀造成的结构损坏。如图3和图4所示的硅碳复合材料中，硅基颗粒均匀分布在孔道结构中。由此，当该硅碳复合材料应用于电池负极时，能够有效提升电池的体积容量、能量密度并具有良好的循环性能、倍率性能。
可选地，在一些实施例方式中，1.0≤V 总/S 总≤10，可选地，2≤V 总/S 总≤5，单位：×10 -7cm。
具体地，V 总/S 总可以是2、2.5、3、、3.5、4、4.5、5，或者其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
本实施例中，通过进一步缩小多孔碳基体中孔道的长度范围，能够进一步提升多孔碳基体的导电性能，从而提高硅碳复合材料的导电性能，帮助提高电池的循环稳定性和倍率性能。
可选地，在一些实施例方式中，1≤S 总≤50，可选地，1≤S 总≤30，单位：×10 4m 2/g。
具体地，S 总可以是1、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50，或者其数值范围在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
可选地，在一些实施例方式中，0.002≤V 总≤0.250，可选地，0.004≤V 总≤0.200，单位：cm 3/g。
具体地，V 总可以是0.002、0.004、0.007、0.008、0.009、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.18、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25，或者其数值组合在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
本实施例中，满足上述条件的多孔碳基体具有三维的交联网状结构的同时，还 具有较大的比表面积，使得多孔碳基体的表面具有足够的空间供硅基颗粒分布，由此，复合多孔碳基体和硅基颗粒得到的硅碳复合材料具备极高的体积容量和能量密度。同时，满足上述条件的多孔碳基体中的孔道还具有足够的体积，能够容纳并限制复合在孔道内部的硅基颗粒在电池循环过程中的膨胀，从而保持硅碳复合材料在电池循环过程中的结构稳定性，有效提升了电池的循环性能。
可选地，在一些实施方式中，硅基颗粒的晶粒的尺寸小于或等于20nm，优选地为2nm-10nm。
可选地，在一些实施方式中，多孔碳基体的体积粒径分布D v50≤10μm，可选地为5≤D v50≤10μm；和/或多孔碳基体的体积粒径分布D v90≤20μm，可选地为10≤D v90≤15μm。
具体地，多孔碳基体在与硅基颗粒复合成硅碳复合材料前会进行破碎处理，从而得到颗粒状的多孔碳基体。将微米级别的多孔碳基体与硅基颗粒复合，有利于硅基颗粒进入并沉积在多孔碳基体的孔道内部而不是沉积在碳骨架的表面。若硅基颗粒仅在表面沉积，将会导致导电性良好的多孔碳基体被导电性较差的硅基颗粒包裹，破坏整个硅碳复合材料的良好的导电性能。因此，通过对复合前的多孔碳基体进行破碎处理，有助于硅基颗粒在孔道内的均匀沉积，帮助提升硅碳复合材料的导电性能。
可选地，在一些实施方式中，硅基颗粒在硅碳复合材料中的含量为25％-65％，可选地为35％-45％。
具体地，硅基颗粒在硅碳复合材料中的含量可以是25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％，或其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
本实施例中，通过控制硅基颗粒在硅碳复合材料中的含量在合适的范围内，一方面，能够在硅碳复合材料中复合足够的硅基颗粒，尽可能提升硅碳复合材料的体积容量和能量密度；另一方面，由于硅基颗粒导电性较差，控制硅基颗粒的含量在合适的范围内也能够避免硅碳复合材料中硅基颗粒过多，影响硅碳复合材料的导电性。由此，通过控制硅基颗粒在硅碳复合材料中的含量，能够使得硅碳复合材料兼具高比容量和良好的导电性。
可选地，在一些实施方式中，多孔碳基体在4MPa压力下的粉末电阻率为1Ω/cm-300Ω/cm，可选地为1Ω/cm–100Ω/cm。
具体地，多孔碳基体在4MPa压力下的粉末电阻率可以是1Ω/cm、5Ω/cm、10Ω/cm、15Ω/cm、20Ω/cm、25Ω/cm、30Ω/cm、35Ω/cm、40Ω/cm、45Ω/cm、50Ω/cm、55Ω/cm、60Ω/cm、65Ω/cm、70Ω/cm、75Ω/cm、80Ω/cm、85Ω/cm、90Ω/cm、95Ω/cm、100Ω/cm、150Ω/cm、200Ω/cm、250Ω/cm、300Ω/cm，或其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
本实施例中，多孔碳支架本身由于其交联的网状结构，具有较小的电阻率，在其复合硅基颗粒后，能够使得硅碳复合材料也具有较小的电阻率，在作为电极活性材料时表现出良好的导电性，有助于提高电池的循环稳定性。
在一些实施例中，硅碳复合材料在12MPa压力下的粉末电阻率为R≤300Ω/cm，可选地为1Ω/cm-200Ω/cm；和/或硅碳复合材料在16MPa压力下的粉末电阻率为R≤200Ω/cm，可选地为1Ω/cm-100Ω/cm。
具体地，硅碳复合材料在12MPa压力下的粉末电阻率可以是1Ω/cm、5Ω/cm、10Ω/cm、15Ω/cm、20Ω/cm、25Ω/cm、30Ω/cm、35Ω/cm、40Ω/cm、45Ω/cm、50Ω/cm、55Ω/cm、60Ω/cm、65Ω/cm、70Ω/cm、75Ω/cm、80Ω/cm、85Ω/cm、90Ω/cm、95Ω/cm、100Ω/cm、150Ω/cm、200Ω/cm、250Ω/cm、300Ω/cm，或其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。硅碳复合材料在16MPa压力下的粉末电阻率可以是1Ω/cm、5Ω/cm、10Ω/cm、15Ω/cm、20Ω/cm、25Ω/cm、30Ω/cm、35Ω/cm、40Ω/cm、45Ω/cm、50Ω/cm、55Ω/cm、60Ω/cm、65Ω/cm、70Ω/cm、75Ω/cm、80Ω/cm、85Ω/cm、90Ω/cm、95Ω/cm、100Ω/cm、150Ω/cm、200Ω/cm，或其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
可选地，在一些实施方式中，硅碳复合材料满足下述(1)-(6)中的一个或几个：
(1)硅碳复合材料的体积粒径分布Dv10≤5μm，可选地为3≤Dv10≤5μm。
(2)硅碳复合材料的体积粒径分布Dv50≤10μm，可选地为5≤Dv50≤10μm。
(3)硅碳复合材料的体积粒径分布Dv90≤20μm，可选地为10≤Dv50≤15μm。
(4)硅碳复合材料的粒径分布满足：(Dv90-Dv10)/Dv50≤1.8，可选地，1.5≤(Dv90-Dv10)/Dv50≤1.7。
(5)硅碳复合材料在2MPa压力下的压实密度为1g/cm 3-1.5g/cm 3，可选地为 1.1g/cm 3-1.3g/cm 3。
(6)硅碳复合材料的比表面积(Specific surface area,SSA)为2m 2/g-10m 2/g，可选地为3m 2/g-7m 2/g。
具体地，通过多孔碳基体和硅基颗粒复合得到的硅碳复合材料得到的硅碳复合材料具有上述(1)-(6)个性质中的至少一个。
例如，硅碳复合材料在2MPa压力下的压实密度可以为1g/cm 3、1.1g/cm 3、1.2g/cm 3、1.3g/cm 3、1.4g/cm 3、1.5g/cm 3，或其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
在例如，硅碳复合材料的SSA可以为2m 2/g、2.5m 2/g、3m 2/g、3.5m 2/g、4m 2/g、4.5m 2/g、5m 2/g、5.5m 2/g、6m 2/g、6.5m 2/g、7m 2/g、7.5m 2/g、8m 2/g、8.5m 2/g、9m 2/g、9.5m 2/g、10m 2/g。
可选地，在一些实施方式中，硅碳复合材料的X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)峰在衍射角28°-29°之间的峰值记为P1，硅基颗粒的XRD峰在衍射角42°-45°之间的峰值记为P2，则2≤P1/P2≤4；可选地，600≤P1≤800；可选地，200≤P2≤400。
图5示出了本申请实施例中一种硅碳复合材料的XRD峰图。
如图5所示，该硅碳复合材料在衍射角28°-29°、42°-45°的范围内具有明显的衍射峰，其中衍射角28°-29°为碳材料的特征峰，42°-45°为硅材料的特征峰。
为了得到上述硅碳复合材料，本申请实施例还提供一种硅碳复合材料的制备方法。图6为本申请实施例一种硅碳复合材料的制备方法的示意性流程图。
如图6所示，硅碳复合材料的制备方法600包括：
S601，将基材与致孔剂在溶剂中混合以得到第一混合物；
S602，高温处理第一混合物以得到多孔碳基体；
S603，通过化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)将硅烷气体沉积在多孔碳基体以得到硅碳复合材料。
可选地，硅基颗粒包括硅氧化合物、纳米硅和合金硅中的至少一种。其中，硅氧化合物包括但不限于：一氧化硅、二氧化硅等；合金硅包括但不限于：硅酮合金、硅铁合金、硅铝合金等。
可选地，基材包括树脂、糖或其他聚合物中的至少一种。可选地，树脂包括但不限于线性酚醛树脂、可溶性酚醛树脂、环氧树脂和聚氨酯等；可选地，糖包括但不 限于葡萄糖、蔗糖、果糖、淀粉、支链淀粉、直链淀粉、木质素、糊精、麦芽糖糊精；可选地，其他聚合物包括但不限于丙烯酸酯、苯乙烯类聚合物、氨基甲酸酯、橡胶、尼龙等。
可选地，致孔剂包括氯化钠、氯化钾、氯化锌、碳酸钠、碳酸钾碳酸锌中的至少一种。
可选地，溶剂包括但不限于水或醇。例如，溶剂还可以是水和醇的混合物，即醇溶液。醇包括但不限于甲醇、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、异丙醇或多元醇。
可选地，在S601中，基材与致孔剂的质量比为1:5-10:1，可选地为2:1-5:1。
具体来说，基材与致孔剂的质量比可以为1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1，或者该比值在上述任意两个数值所获得的范围之内。
本实施例中，根据基材的用量能够确定致孔剂的用量，使得基材与致孔剂的质量比在合适的范围内，能够有效避免致孔剂用量过少无法产生足够的气体形成狭长状孔道的情况，同时也能够避免致孔剂用量过多导致局部反应剧烈，快速产生大量气体造成尺寸较大的孔洞或孔隙的情况。换言之，通过控制基材与致孔剂的质量比，能够有效调控多孔碳基体中孔道的形状和尺寸，从而制备出尺寸合适、形状狭长的孔道结构。
可选地，在S601中，基材与溶剂的质量比为1:100-10:1，可选地为1:2-10:1。
具体来说，基材与溶剂的质量比可以为1:100、1:90、1:80、1:70、1:60、1:50、1:40、1:30、1:20、1:10、1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、5:1、7:1、8:1、9:1、10:1，或者该比值在上述任意两个数值所获得的范围之内。
本实施例中，根据基材的用量确定溶剂的用量，使得基材与溶剂的质量比在合适的范围内，能够有效避免因溶剂过少，第一混合物粘度过大，在致孔剂产生气体后气体无法及时分散，使得孔道尺寸过大或者过长的情况，同时也能够避免因溶剂过多，第一混合物的年度过小，在致孔剂产生气体后气体均快速从第一混合物中排出，导致造孔失败的情况。换言之，通过控制基材与溶剂的质量比，能够有效调控第一混合物的粘度，使得造孔剂在产生气体后气体能够在第一混合物中均匀分散，从而保证多孔碳基体中孔道分布均匀且尺寸、形状合适。
可选地，在S601中，将基材与致孔剂在溶剂中混合包括：将所述基材与所述 致孔剂在所述溶剂中通过搅拌混合。
具体地，将基材、致孔剂与溶剂均匀混合的方式可以有多种，例如：搅拌、加热搅拌、高压搅拌等等。以搅拌的方式作为示例，溶剂可以放置于具有搅拌子、螺旋搅拌等搅拌装置的容器中，搅拌装置以一定的速度搅拌溶剂，在此过程中，向溶剂中加入基材、造孔剂，经过一定时间的搅拌，得到体相均一的第一混合物。应理解，向溶剂中加入基材的过程可以先加入基材、再加入造孔剂；也可以先加入造孔剂、再加入基材；或者可以同时加入基材和造孔剂，本申请实施例对此不做限定。
可选地，搅拌速度为100rpm/min-1500rpm/min，优选地为200rpm/min-1000rpm/min。
具体来说，搅拌速度可以是100rpm/min、200rpm/min、300rpm/min、400rpm/min、500rpm/min、600rpm/min、700rpm/min、800rpm/min、900rpm/min、1000rpm/min、1100rpm/min、1200rpm/min、1300rpm/min、1400rpm/min、1500rpm/min，或其数值在上述任意两个数值所获得的范围之内。
在上述优选的搅拌速度下，既可以快速且均匀地混合基材、致孔剂与溶剂，也能够避免转速过快液态混合物飞溅而造成的浪费。
图7为本申请实施例一种硅碳复合材料的制备方法600的另一示意性流程图。
如图7所示，可选地，在S602中，高温处理第一混合物以得到多孔碳基体包括：
S6021，以第一温度T1处理第一混合物得到第二混合物，第二混合物为固态混合物。
S6022，以第二温度T2处理第二混合物得到碳前驱体。
S6023，以第三温度T3处理碳前驱体得到多孔碳基体。
具体来说，在S6021中，大量的溶剂在这一过程中挥发，具有流动性的第一混合物在T1下被初步固化，使得第一混合物转变为固态的第二混合物，且在第二混合物中，致孔剂均匀分散在基体中。在S6022中，以T2处理第二混合物，使溶剂进一步挥发并使得第二混合物进一步固化成碳前驱体，碳前驱体相比于第二混合物具有更加稳定的结构。在S6023中，以T3处理碳前驱体，在T3下致孔剂分解产生气体从而在碳前驱体内部造孔，T3下的碳前驱体经过反应生成具有多孔结构的碳骨架、即多孔碳基体。
本实施例中，通过多温度、多步骤的加热过程，能够有效调控致孔剂在碳前驱体中分布的均匀性，从而将第一混合物转化为内部具有均匀的交联孔道结构的多孔碳基体。
可选地，在S6021中，T1为40℃-80℃，可选地T1为40℃-60℃。
具体来说，T1可以是40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃，或其数值在上述任意两个数值所获得的范围之内。
本实施例中，T1为第一混合物初步固化的温度。通过控制T1在合适的范围内，能够避免T1过高，致孔剂过于分散，在后续造孔过程中孔道无法相互交联，出现大量微米孔或孔隙的情况，也能够避免T1过低，不利于第一混合物固化成型，影响后续的制备过程。
可选地，在S6022中，T2为100℃-200℃，可选地T2为130℃-180℃。
具体来说，T2可以是130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃，或其数值在上述任意两个数值所获得的范围之内。
可选地，在S6023中，T3为600℃-1200℃，可选地T3为800℃-1000℃。
具体来说，T3可以是600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃，或其数值在上述任意两个数值所获得的范围之内。
可选地，在S6022前，制备方法600还包括对第二混合物进行破碎处理。
具体来说，在第一混合物初步固化成第二混合物后，可以将第二混合物通过粗破、细破、磨粉等工艺步骤将其处理成粉末状固体，即对第二混合物进行破碎处理。在对第二混合物进行破碎处理后再以T2处理第二混合物，有助于避免块状的第二混合物内部溶剂无法挥发或者无法进一步固化的情况。
可选地，在S6023前，制备方法600还包括对碳前驱体进行破碎处理。可选地，对所述碳前驱体进行破碎处理后碳前驱体的粒径为1μm-1000μm，可选地为5μm-100μm。
具体来说，在得到碳前驱体后，可以对得到的碳前驱体进行进一步破碎处理，将碳前驱体处理成微米级别的颗粒，再以T3处理碳前驱体，有助于提高碳化反应的反应程度，避免大块颗粒状的碳前驱体只有表面碳化而内部没有碳化的情况。由此，提高了制备的多孔碳基体的质量。经过破碎处理后的碳前驱体的粒径可以为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、50μm、100μm、150μm、 200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm，或其数值在上述任意两个数值所获得的范围之内。
可选地，在S6023中，以T3处理碳前驱体包括：在惰性气体中以T3处理碳前驱体。可选地，惰性气体包括氮气(N 2)、氩气(Ar)、氦气(He)中的至少一种。
具体来说，在惰性气体中将碳前驱体进行高温处理，能够保护碳前驱体避免其和氧气的反应，使碳前驱体发生碳化反应从而得到具有丰富的孔道结构的多孔碳基体。
可选地，在S6023前，制备方法600还包括对多孔碳基体进行除杂和/或去磁处理。通过除杂、除磁等工艺流程，对碳前驱体进行进一步筛选，得到更符合需要的微米级碳前驱体颗粒，有助于提高制备得到的多孔碳基体的质量。
可选地，在S604中，CVD过程通常将多孔碳基体在高温下设置于含硅气体中，使得含硅气体中的硅能够沉积在多孔碳的孔道内产生硅基颗粒。含硅气体包括硅烷气体、二氯化硅、三氯化硅、四氯化硅中的至少一种。含硅气体还可以包括氢气、惰性气体等其他气体。在含硅气体包括多种气体的情况下，以含硅气体包括二氯化硅和氮气作为示例，含硅气体可以包括体积分数为0.1％-1％的二氯化硅和剩余的氮气，或者含硅气体可以包括体积分数为1％-10％的二氯化硅和剩余的氮气，又或者含硅气体可以包括体积分数为10％-50％的二氯化硅和剩余的氮气，再或者含硅气体可以包括体积分数超过50％的二氯化硅和剩余的氮气。
优选地，CVD的气氛为硅烷气体和氢气的混合气。可选地，硅烷气体的体积占混合气体积的10％-50％。
可选地，上述CVD的温度为500℃-800℃。具体来说，CVD的温度可以是500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃，或其数值在上述任意两个数值所获得的范围之内。
可选地，上述CVD硅烷气体的流量为0.5L/min-1L/min。具体来说，含硅物质的流量可以是0.5L/min、0.55L/min、0.6L/min、0.65L/min、0.7L/min、0.75L/min、0.8L/min、0.85L/min、0.9L/min、0.95L/min、1L/min，或其数值在上述任意两个数值所获得的范围之内。
本实施例中，通过CVD的方式将多孔碳基体和硅基颗粒复合得到硅碳复合材料，通过控制CVD满足上述条件，有利于含硅气体中的硅均匀地沉积在多孔碳基体的孔道内，从而得到导电性能极好的硅碳复合材料。
可选地，在一些其他的实施例中，还可以通过通过等离子体增强化学气相沉积(Plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)复合多孔碳基体与硅基颗粒。
本实施例中制备方法600首先将基材与致孔剂在溶剂中均匀分散，在后续高温处理过程中，溶剂与致孔剂共同作用造孔，得到的形状狭长且相互交联的孔道。含有该特殊孔道结构的碳骨架呈三维网状结构，使得多孔碳基体具有较小的电阻率。在通化学气相沉积复合硅基颗粒和多控碳基体的过程中，将硅烷气体的流量控制在合适的防伪内，使得硅烷气体缓慢且充分进入多孔碳基体的孔道内部，并均匀分解、沉积在孔道内，避免硅基颗粒仅在材料表面沉积。由此，硅碳界面充分延伸至硅碳复合材料内部，与一般的硅碳材料相比，显著改善了材料的导电性能。通过上述方法600制备得到的硅碳复合材料的电阻率通常为100Ω/cm-10000Ω/cm。
本申请实施例还提供一种负极极片、二次电池、电池模块、电池包以及用电装置。接下来，适当参照附图对本申请的负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置进行说明。
[负极极片]
负极极片通常包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极膜层，负极膜层包括负极活性材料。
作为一个示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在一个实施例中，负极活性材料为本申请任一实施例提供的硅碳复合材料。
可选地，在一个实施例中，负极活性材料也可包括至少一种本领域公知的用于电池的其它负极活性材料和本申请任一实施例提供的硅碳复合材料混合而成的混合物。作为示例，其它负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、单质硅、硅氧化合物、硅碳复合材料、硅氮复合物、硅合金、锡基材料和钛酸锂。其中，锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。
可选地，在一个实施例中，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。
可选地，在一个实施例中，负极膜层包括粘结剂。粘结剂可选自丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)及羧甲基壳聚糖(CMCS)中的至少一种。
可选地，在一个实施例中，负极膜层包括导电剂。导电剂可选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
可选地，在一个实施例中，负极膜层还包括其他助剂，例如增稠剂(如羧甲基纤维素钠(CMC-Na))等。
可选地，在一个实施例中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂(例如去离子水)中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。
[正极极片]
正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，正极膜层包括本申请第一方面的正极活性材料。
作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
可选地，在一个实施例中，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO 2)、锂镍氧化物(如LiNiO 2)、锂锰氧化物(如LiMnO 2、LiMn 2O 4)、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(如LiNi 1/3Co 1/3Mn 1/3O 2(也可以简称为NCM333)、LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2(也可以简称为NCM523)、LiNi 0.5Co 0.25Mn 0.25O 2(也可以简称为NCM211)、LiNi 0.6Co 0.2Mn 0.2O 2(也可以简称为NCM622)、LiNi 0.8Co 0.1Mn 0.1O 2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi 0.85Co 0.15Al 0.05O 2)及其改性化合物等中的至少一种。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(如LiFePO 4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO 4)、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中的至少一种。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
可选地，在一个实施例中，正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，可采用铝箔。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层至少一个表面上的金属层。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(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。
可选地，在一个实施例中，正极膜层还包括导电剂。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的至少一种。
可选地，在一个实施例中，正极材料还可选地包括粘结剂。作为示例，粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
可选地，在一个实施例中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮)中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。
[电解质]
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。
可选地，在一个实施例中，电解质采用电解液。电解液包括电解质盐和溶剂。
可选地，在一个实施例中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
可选地，在一个实施例中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。
可选地，在一个实施例中，电解液还包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、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、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
[隔离件]
可选地，在一个实施例中，二次电池中还包括隔离件。本申请对隔离件的种类没有特别的限制，例如，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
可选地，在一个实施例中，隔离膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
可选地，在一个实施例中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
可选地，在一个实施例中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
可选地，在一个实施例中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。
本申请对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图8是作为一个示例的方形结构的二次电池800。
可选地，在一个实施例中，参照图8，二次电池800的外包装包括壳体801和盖板802。其中，壳体801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801具有与容纳腔连通的开口，盖板802能够盖合该开口以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜经过卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件803，电极组件803封装于容纳腔内且浸润在电极组件803中。二次电池800所含电极组件803的数量可以为一个或多个。本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
可选地，在一个实施例中，二次电池800可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池800的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可以根据电池模块的应用场景和容量进行选择。
图9是电池模块900的示意性结构图。参照图9，在电池模块900中，多个二次电池800可以是沿电池模块900的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可通过紧固件将该多个二次电池800进行固定。
可选地，在一个实施例中，电池模块900还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池800容纳于该容纳空间。
可选地，在一个实施例中，上述电池模块900还可以组装成电池包，电池包所含电池模块900的数量可以是一个或多个，具体数量由本领域技术人员根据电池包的应用场景和容量进行选择。
图10和图11是电池包1000的示意图。请参照图10和图11，在电池包1000中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块900。电池箱包括上箱体1001和下箱体1002，上箱体1001能够盖设于下箱体1002上，并形成用于容纳电池模块900的封闭空间。多个电池模块900可以按照任意的方式排布于电池箱中。
图12为本申请提供的一种用电装置1200的示意图。
应理解，用电装置1200包括本申请提供的二次电池800、电池模块900、或电池包1000中的至少一种。二次电池800、电池模块900、或电池包1000可以用作用电装置1200的电源，也可以用作用电装置1200的能量存储单元。用电装置1200可以包括移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、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、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。
作为用电装置1200，可以根据其使用需求来选择二次电池800、电池模块900 或电池包1000。
作为一个示例的用电装置1200，如图12所示，该用电装置1200为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置1200对二次电池10的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包1000或电池模块900。
作为另一个示例的用电装置1200可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池800作为电源。
另外，本申请实施例还提供一种本申请实施例中的硅碳化合物在制备二次电池中的用途。
实施例
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
I硅碳化合物的制备
I-I多孔碳基体的制备
多孔碳基体1
首先，称取固含量为80％的树脂50g作为基材、100g无水乙醇作为溶剂，将无水乙醇缓缓倒入树脂中并搅拌一段之间直至得到均一的醇溶液。然后称取50g氯化锌作为致孔剂，加入该醇溶液后继续以1000r/min的转速持续搅拌3h，得到均一澄清的调和树脂溶液，即第一混合物。然后将第一混合物转移至耐热模具内并放置于鼓风烘箱中，在T1＝40℃的条件下处理第一混合物，使得第一混合物初步固化，得到第二混合物。然后粗破第二混合物并将粗破后的第二混合物在T2＝130℃、氧气的条件下热处理10h得到碳前驱体。再然后，将碳前驱体进一步细破，并将细破后的更小颗粒在加热设备中以T3＝1000℃、氮气的条件下碳化处理2h得到碳化后的产物。最后对碳化后的产物进行除杂、去磁、分筛，得到多孔碳基体1。其中，多孔碳基体1满足：V 总＝0.068cm 3，S 总＝19.8m 2，V 总/S 总＝3.43nm。
多孔碳基体2
与多孔碳基体1相比，多孔碳基体2与多孔碳基体1的区别在于氯化锌用量为25g，T1＝60℃。
多孔碳基体3
与多孔碳基体1相比，多孔碳基体3与多孔碳基体1的区别在于氯化锌用量为16.67g，无水乙醇的用量为200g。
多孔碳基体4
与多孔碳基体1相比，多孔碳基体4与多孔碳基体1的区别在于氯化锌用量为10g，无水乙醇的用量为500g，T1＝60℃，T2＝150℃。
多孔碳基体5
与多孔碳基体1相比，多孔碳基体5与多孔碳基体1的区别在于氯化锌用量为1.25g，无水乙醇的用量为2000g，T1＝80℃，T2＝150℃。
多孔碳基体6
与多孔碳基体1相比，多孔碳基体6与多孔碳基体1的区别在于氯化锌用量为0.83g，无水乙醇的用量为3000g，T1＝80℃，T2＝180℃，T3＝800℃。
多孔碳基体7
与多孔碳基体1相比，多孔碳基体7与多孔碳基体1的区别在于无水乙醇的用量为5000g，T1＝80℃。
多孔碳基体8
与多孔碳基体1相比，多孔碳基体8与多孔碳基体1的区别在于氯化锌用量为5000g，无水乙醇的用量为5000g，T1＝80℃，T2＝150℃，T3＝800℃。
多孔碳基体9
与多孔碳基体1相比，多孔碳基体9与多孔碳基体1的区别在于无水乙醇的用量为4000g，T1＝80℃，T2＝180℃，T3＝800℃。
碳基体1
与多孔碳基体1相比，碳基体1与多孔碳基体1的区别在于T1＝120℃，T2＝250℃。
碳基体2
与多孔碳基体1相比，碳基体2与多孔碳基体1的区别在于氯化锌用量为0.5g，无水乙醇的用量为4000g，T1＝120℃，T2＝250℃，第二混合物在氮气气氛下被加热处理。
其中，加热设备包括但不限于气氛箱式炉、管式炉、回转炉及推板窑。
I-II硅碳化合物的制备
硅碳化合物1
将制备得到的多孔碳基体1放置于加热设备中，在体积分数为20％硅烷气体和体积分数为80％的氢气的气氛中，控制硅烷气体的流量为5L/min，在200Pa-500Pa的正压下以1℃/min的升温速度加热至500℃，纳米硅颗粒沉积至多孔碳基体上，得到硅碳化合物1。其中，该硅碳化合物1的Dv50＝8.2μm，Dv90＝15.8μm，(Dv90-Dv10)/Dv50＝1.68，SSA＝2.8m 2/g，硅基颗粒的尺寸d＝2nm。
硅碳化合物2
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物2由多孔碳基体2经过上述过程制备得到。
硅碳化合物3
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物3由多孔碳基体3经过上述过程制备得到，其中，加热过程的升温速率为2℃/min。
硅碳化合物3
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物3由多孔碳基体3经过上述过程制备得到，其中，加热过程的升温速率为2℃/min。
硅碳化合物4
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物4由多孔碳基体4经过上述过程制备得到，其中，加热过程的升温速率为2℃/min，加热至600℃。
硅碳化合物5
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物4由多孔碳基体5经过上述过程制备得到，其中，加热过程的升温速率为5℃/min，加热至600℃。
硅碳化合物6
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物6由多孔碳基体6经过上述过程制备得到，其中，加热过程的升温速率为5℃/min，加热至600℃。
硅碳化合物7
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物7由多孔碳基体7经过上述过程制备得到，其中，加热过程的升温速率为5℃/min，加热至600℃。
硅碳化合物8
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物8由多孔碳基体8经过上述过程制备得到， 其中，加热过程的升温速率为5℃/min，加热至600℃。
硅碳化合物9
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物9由多孔碳基体9经过上述过程制备得到，其中，加热过程的升温速率为5℃/min，加热至600℃。
硅碳化合物10
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物10由碳基体1经过上述过程制备得到，其中，加热过程的升温速率为10℃/min，加热至600℃。
硅碳化合物11
与硅碳化合物1相比，硅碳化合物11由碳基体2经过上述过程制备得到，其中，加热过程的升温速率为10℃/min，加热至600℃。
II二次电池的制备
II-I正极极片的制备
将正极活性材料磷酸铁锂、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按质量比90:5:5溶解于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀后得到正极浆料。随后将正极浆料均匀涂覆于正极集流体铝箔上，再经过烘干、冷压、分切得到正极极片。
II-II负极极片的制备
将负极活性材料硅碳复合材料、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)按照质量比90:4:4:2溶解于溶剂去离子水中，混合均匀后得到负极浆料。将负极浆料一次或多次均匀涂覆在负极集流体铜箔上，再经过烘干、冷压、分切得到负极极片。
上述硅碳复合材料1-11制备得到极片分别对应负极极片1-11。
II-III电解液的制备
在氩气环境中，将有机溶剂EC和DMC按照体积比1:1混合均匀，加入1M的LiPF 6溶解于上述有机溶剂中，并加入体积分数为10％的氟代碳酸乙烯酯FEC作为添加剂，混合均匀后得到电解液。
II-III二次电池的组装
将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠放，使得隔离膜处于正极极片和负极极片之间并能够隔离正极极片与负极极片；然后将上述叠放好的部件卷绕得到电极组 件；将电极组件设置于电池壳体中，干燥后注入电解液；经过化成、静置等工艺后得到不同实施例与对比例中的二次电池。
实施例1：将正极极片、隔离膜、负极极片1、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为实施例1。
实施例2：将正极极片、隔离膜、负极极片2、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为实施例2。
实施例3：将正极极片、隔离膜、负极极片3、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为实施例3。
实施例4：将正极极片、隔离膜、负极极片4、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为实施例4。
实施例5：将正极极片、隔离膜、负极极片5、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为实施例5。
实施例6：将正极极片、隔离膜、负极极片6、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为实施例6。
实施例7：将正极极片、隔离膜、负极极片7、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为实施例7。
实施例8：将正极极片、隔离膜、负极极片8、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为实施例8。
实施例9：将正极极片、隔离膜、负极极片9、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为实施例9。
对比例1：将正极极片、隔离膜、负极极片10、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为对比例1。
对比例2：将正极极片、隔离膜、负极极片11、电解液按照上述方法组装得到的二次电池为对比例2。
不同实施例的产品参数详见表1。
表1：对比例及实施例的产品参数
接下来，对相关参数及电池性能的测试过程进行说明。
III参数及电池性能测试
III-I粉末电阻率的测试
称取一定质量的硅碳复合材料，调整加料腔深度，将样品加入到加料腔中，施加压力，手动采集数据，记录不同压力点的粉末电阻率测试结果。
III-II DCR测试
在25℃下，将二次电池以0.33C恒流充电至4.3V，然后以4.3V恒压充电至电流小于0.05C，然后再以0.33C的电流放电至2V，测得电芯实际容量C 0。再次以以0.33C恒流充电至3.65V，然后以3.65V恒压充电至电流小于0.05C后，以1C0的电流放电30min后，即将电芯的电量调整至50％SOC后，将TH2523A交流内阻测试仪的正负表笔分别接触电池的正负极，通过内阻测试仪获取25℃-50％SOC的DCR值。
按照上述方法分别对制备得到的对比例及实施例进行电池性能测试，测试结果详见表2。
表2：对比例及实施例的电池性能测试结果
由表1和表2可知，实施例1-9通过调节制备多孔碳基体的制备参数使得材料满足V 总/S 总在特定范围内，可以使该复合材料具有良好的导电性以及结构稳定性，从而在提高电池的能量密度的同时，还使得二次电池具有良好的循环性能和较低的DCR。对比例1-2的材料中V 总/S 总均不在本申请的范围内，从而电池的循环性能和DCR相对较差。
需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (28)

  1. 一种硅碳复合材料，其中，所述硅碳复合材料包括：
    多孔碳基体和硅基颗粒；
    所述多孔碳基体的内部包括多个宽度为5nm-50nm的孔道，所述硅基颗粒分布于所述孔道中，且所述多孔碳基体满足：1.0×10 -7≤V 总/S 总≤10.0×10 -7；其中，
    S 总为所述宽度为5nm-50nm的孔道占据的总表面积，计量单位：×10 4cm 2/g；
    V 总为所述宽度为5nm-50nm的孔道占据的总孔体积，计量单位：cm 3/g。
  2. 根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其中，1.5×10 -7≤V 总/S 总≤8.0×10 -7；可选地，2.0×10 -7≤V 总/S 总≤5.0×10 -7。
  3. 根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其中，1≤S 总≤50，可选地，1≤S 总≤30，计量单位：×10 4cm 2/g。
  4. 根据权利要求1所述的硅碳复合材料，其中，0.002≤V 总≤0.250，可选地，0.004≤V 总≤0.200，计量单位：cm 3/g。
  5. 根据权利要求1-4中任一项所述的硅碳复合材料，其中，所述多孔碳基体在4MPa压力下的粉末电阻率为1Ω/cm-300Ω/cm，可选地为1Ω/cm-100Ω/cm。
  6. 根据权利要求1-5中任一项所述的硅碳复合材料，其中，
    所述多孔碳基体的体积粒径分布Dv 50≤10μm，可选地为5μm≤Dv 50≤10μm；和/或，
    所述多孔碳基体的体积粒径分布Dv 90≤20μm，可选地为10μm≤Dv 90≤15μm。
  7. 根据权利要求1-6中任一项所述的硅碳复合材料，其中，所述硅基颗粒的尺寸小于等于20nm；可选为2nm-10nm。
  8. 根据权利要求1-7中任一项所述的硅碳复合材料，其中，所述硅基颗粒在所述硅碳复合材料中的含量为25％-65％，可选地为35％-45％。
  9. 根据权利要求1-8中任一项所述的硅碳复合材料，其中，
    所述硅碳复合材料在12MPa压力下的粉末电阻率为R≤300Ω/cm，可选地为1Ω/cm-200Ω/cm；和/或
    所述硅碳复合材料在16MPa压力下的粉末电阻率为R≤200Ω/cm，可选地为1Ω/cm-100Ω/cm。
  10. 根据权利要求1-9中任一项所述的硅碳复合材料，其中，所述硅碳复合材料
    满足下述(1)-(6)中的一个或几个：
    (1)所述硅碳复合材料的体积粒径分布Dv 10≤5μm，可选地为3≤Dv 10≤5μm；
    (2)所述硅碳复合材料的体积粒径分布Dv 50≤10μm，可选地为5≤Dv 10≤10μm；
    (3)所述硅碳复合材料的体积粒径分布Dv 90≤20μm，可选地为10≤Dv 10≤15μm；
    (4)所述硅碳复合材料的体积粒径分布满足：(D v90-D v10)/D v50≤1.8；可选地为1.5≤(D v90-D v10)/D v50≤1.7；
    (5)所述硅碳复合材料在2MPa压力下的压实密度为1g/cm 3-1.5g/cm 3，可选地为1.1g/cm 3-1.3g/cm 3；
    (6)所述硅碳复合材料的比表面积SSA为2m 2/g-10m 2/g，可选地为3m 2/g-7m 2/g。
  11. 根据权利要求1-10中任一项所述的硅碳复合材料，其中，所述硅碳复合材料的X射线衍射XRD峰在衍射角28°-29°之间的峰值记为P1，硅基颗粒的XRD峰在衍射角42°-45°之间的峰值记为P2，则2≤P1/P2≤4；可选地，600≤P1≤800；可选地，200≤P2≤400。
  12. 一种硅碳复合材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
    将基材与致孔剂在溶剂中混合以得到第一混合物；
    高温处理所述第一混合物以得到多孔碳基体；
    通过化学气相沉积将硅烷气体沉积在所述多孔碳基体得到所述硅碳复合材料。
  13. 根据权利要求12所述的制备方法，其中，所述基材包括糖、树脂中的至少一种；
    可选地，所述糖包括葡萄糖、蔗糖、果糖、淀粉、支链淀粉、直链淀粉、木质素、糊精、麦芽糖糊精中的至少一种；
    可选地，所述树脂包括线性酚醛树脂、可溶性酚醛树脂、环氧树脂和聚氨酯中的至少一种。
  14. 根据权利要求12或13所述的制备方法，其中，所述致孔剂包括氯化钠、氯化钾、氯化锌、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
  15. 根据权利要求12-14中任一项所述的制备方法，其中，所述基材和所述致孔剂的质量比为1:5-10:1，可选地为2:1-5:1。
  16. 根据权利要求12-15中任一项所述的制备方法，其中，所述溶剂包括水或醇，所述醇包括甲醇、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、异丙醇或多元醇中的至少一种。
  17. 根据权利要求12-16中任一项所述的制备方法，其中，所述基材与所述溶剂的质量比为1:100-10:1，可选为1:2-10:1。
  18. 根据权利要求12-17中任一项所述的制备方法，其中，所述将基材与致孔剂在溶剂中混合包括：将所述基材与所述致孔剂在所述溶剂中通过搅拌混合；
    可选地，所述搅拌的速度为100rpm/min-1500rpm/min，进一步可选为200rpm/min-1000rpm/min。
  19. 根据权利要求12-18中任一项所述的制备方法，其中，所述高温处理所述第一混合物以得到多孔碳基体包括：
    以第一温度处理所述第一混合物得到第二混合物，所述第二混合物为固态混合物；
    以第二温度处理所述第二混合物得到碳前驱体；
    以第三温度处理所述碳前驱体得到所述多孔碳基体。
  20. 根据权利要求19所述的制备方法，其中，所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度满足下述(I)-(III)中的一个或几个：
    (I)所述第一温度为40℃-80℃，可选地为40℃-60℃；
    (II)所述第二温度为100℃-200℃，可选地为130℃-180℃；
    (III)所述第三温度为600℃-1200℃，可选地为地800℃-1000℃。
  21. 根据权利要求19-20中任一项所述的制备方法，其中，所述制备方法包括：在以所述第二温度处理所述第二混合物前，对所述第二混合物进行破碎处理。
  22. 根据权利要求19-21中任一项所述的制备方法，其中，所述制备方法还包括：在以所述第三温度处理所述碳前驱体前，对所述碳前驱体进行破碎处理；
    可选地，对所述碳前驱体进行破碎处理后所述碳前驱体的粒径为1μm-1000μm，更可选为5μm-100μm。
  23. 根据权利要求19-22中任一项所述的制备方法，其中，所述以第三温度处理所述碳前驱体包括：在惰性气体中以所述第三温度处理所述碳前驱体；
    可选地，所述惰性气体包括氮气、氩气、氦气中的至少一种。
  24. 根据权利要求12-23中任一项所述的制备方法，其中，所述制备方法还包括：在所述多孔碳基体中沉积所述硅基颗粒前，对所述多孔碳基体进行除杂和/或去磁处理。
  25. 根据权利要求12-24中任一项所述的制备方法，其中，所述化学气相沉积的气氛为硅烷气体和氢气的混合气；
    可选地，所述硅烷气体的体积占所述混合气体积的10％-50％。
  26. 根据权利要求12-25中任一项所述的制备方法，其中，
    所述化学气相沉积硅烷气体的流量为0.5L/min-1L/min；和/或，
    所述化学气相沉积的温度为500℃-800℃。
  27. 一种二次电池，包括负极极片，其中，所述负极极片包括如权利要求1-11中任一项所述的硅碳复合材料，或包括根据权利要求12-26中任一项所述的方法制备的硅碳复合材料。
  28. 一种用电装置，其中，所述用电装置包括如权利要求27所述的二次电池。
CN202280007367.9A 2022-08-26 2022-08-26 硅碳复合材料、其制备方法、及含有其的二次电池 Pending CN117957667A (zh)

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