CN117976888B - 一种负极材料及其制备方法和二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种负极材料及其制备方法和二次电池。本发明的一种负极材料，包括硅碳复合材料；所述硅碳复合材料包括多孔碳以及位于所述多孔碳的孔道中的纳米硅颗粒；所述多孔碳的端面面积占总面积的比值为A，基面面积占总面积的比值为B，缺陷面面积占总面积的比值为C，且满足如下关系式：A<B<C，0≤A<40%，0<B<40%，40%<C<80%，1<M<20，M=（A+C）/B。本发明的负极材料，通过采用具有上述比值关系的多孔碳，提高了硅源利用率；提高了负极材料的耐压性能；使该负极材料具有低膨胀性能、高容量、优异的倍率性能和循环性能。

Description

一种负极材料及其制备方法和二次电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种负极材料及其制备方法和二次电池。
背景技术
随着电动汽车、光伏发电、风能等新能源的快速推广，利用二次电池储存这些能源的需求也越来越多。二次电池的负极材料对于整个电池性能有着至关重要的影响。
硅负极材料在电池充放电过程中存在巨大的体积变化导致电极活性材料的脱落、粉化，甚至导致电极结构的损坏，导致电池容量迅速衰减，严重制约了其工业化应用。碳材料结构稳定，在充放电过程中体积变化相对较小，具有较好的循环稳定性，且与硅的化学性质相近，人们常将硅和碳材料复合得到硅碳复合材料，以达到改善硅的体积效应，提高其电化学稳定性的目的。
硅碳复合材料是一种具有良好电化学性能的二次电池负极材料，其可以实现高容量、长寿命以及优异的快速充放电性能。
有鉴于此，特提出此发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种负极材料，通过采用具有特定吸附势的多孔碳，有利于纳米硅颗粒在多孔碳中的沉积，从而提高硅源利用率；该多孔碳具有高抗压强度，从而提高了负极材料的耐压性能和机械强度；改善了负极材料的体积膨胀，提高了容量、倍率性能和循环性能。
本发明的第二目的在于提供一种负极材料的制备方法。
本发明的第三目的在于提供一种二次电池。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种负极材料，包括硅碳复合材料；所述硅碳复合材料包括多孔碳以及位于所述多孔碳的孔道中的纳米硅颗粒；
所述多孔碳的端面面积占总面积的比值为A，基面面积占总面积的比值为B，缺陷面面积占总面积的比值为C，且满足如下关系式：A<B<C，0≤A<40%，0<B<40%，40%<C<80%，1<M<20，M=（A+C）/B。
进一步地，1<M<10。
进一步地，0≤A<20%，20%<B<40%，40%<C<80%。
进一步地，0≤A<10%，20%<B<40%，40%<C<80%。
进一步地，所述多孔碳的粒径Dv50为3~10μm。
进一步地，所述多孔碳的比表面积为1500~2200m2/g；
和/或，所述多孔碳的孔容为0.8~1.2cm3/g；
和/或，所述多孔碳的微孔率为80%~100%。
进一步地，所述负极材料还包括包覆于所述硅碳复合材料表面的碳层。
本发明还提供了如上所述的负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将多孔碳在含有硅源的气氛下进行气相沉积，得到硅碳复合材料。
进一步地，所述负极材料的制备方法，还包括如下步骤：将所述硅碳复合材料在含有碳源的气氛下进行烧结，得到所述负极材料。
本发明还提供了一种二次电池，包括如上所述的负极材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的负极材料中，通过采用具有特定比值关系的多孔碳作为基体，有利于纳米硅颗粒沉积在多孔碳中，从而提高了硅源的利用率；该多孔碳具有高的颗粒抗压强度，从而提高了负极材料的耐压性能和机械强度，使其在极片辊压中更能耐压；多孔碳能够形变而不断裂，为硅的膨胀提供充分的缓冲空间，改善了负极材料的体积膨胀，使其具有低膨胀性；提高了负极材料的离子扩散性能，提高容量、初始充放电性能、首次库伦效率、倍率性能和循环性能。
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为本发明实施例2的多孔碳的抗压强度图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，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。实施例中未注明具体条件者，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。
在本发明的一些实施方式中提供了一种负极材料，包括硅碳复合材料；硅碳复合材料包括多孔碳以及位于多孔碳的孔道中的纳米硅颗粒；
多孔碳的端面面积占总面积的比值为A，基面面积占总面积的比值为B，缺陷面面积占总面积的比值为C，且满足如下关系式：A<B<C，0%≤A<40%，0%<B<40%，40%<C<80%，1<M<20，M=（A+C）/B。
本发明负极材料中的纳米硅颗粒为至少在一个维度上小于100nm的硅颗粒。例如，硅纳米颗粒的粒径可以为99nm，90nm、80nm、70nm、60nm、50nm、40nm、30nm、20nm、10nm、9nm、8nm、7nm、6nm、5nm、4nm、3nm、2nm、1.5nm、1nm、0.5nm等或者其中任意两者组成的范围值。例如典型但非限制性的范围可以是小于2nm。
多孔碳主要具有两种不同的表面，基面和端面（边）。理想的（无缺陷和无污染物）基面表面是均匀的（光滑），只由碳原子组成；而端面（棱柱形表面）是不均匀的（粗糙），除了碳外，还含有各种表面基团，主要是含氧基团。
多孔碳的基面和端面在许多方面表现出不同的物理和化学行为，这也对锂离子电池的电化学反应性产生了重大影响；多孔碳的表面基团和缺陷也会对制得的负极材料（硅碳复合材料）的性能产生重大影响。多孔碳用于锂离子电池负极材料，表面的形貌和化学性质对固体电解质界面相（SEI）的形成、相应的不可逆电荷损失以及整体电化学性能有重要影响。
理想的基面对气体处理是相当惰性的，非基面（包括端面和缺陷面）的表面化学和形态以及阳极性能会发生显着变化。本发明通过对多孔碳的总表面面积中基面面积的占比、端面面积的占比和缺陷面面积的占比的限定，采用具有上述比值关系的多孔碳可得到性能更加优异的负极材料。
多孔碳的端面、基面和缺陷面分别在多孔碳总表面中的占比（面积比）由各自的吸附势能量计算，通过如下方法得到：
吸附势的定义：在吸附剂表面存在吸附力场，在对吸附质分子吸附时，要做吸附功，也称为吸附势，把1mol的气体从吸附力作用范围之外的空间移到吸附力场内某一点，吸附力所做的功。
测试原理为：在物理上吸附时，吸附电位的大小在很大程度上取决于吸附剂组成原子的局部密度。提供较高面碳密度的基面表面将比密度较小的端面更强地吸附氮。因此，在吸附势分布中，端面表面由较低的表面能表示。相比之下，多孔碳表面中的晶格缺陷，如表面基团或表面台阶以及位错，导致“表面粗糙度”增加，这也增强了吸附剂-吸附质分子的相互作用，并导致缺陷面比基面表面更高的吸附电位，对氮的吸附更强。
测试方法为：采用麦克仪器公司的ASAP 2460仪器在液氮温度（77.3K）下进行氮气吸附测试；在测试前，样品在443K下脱气，直到达到小于0.01托的静态真空；根据吸附等温线计算吸附电位分布，采用标准仪器软件DFT Plus®(NLDFT)软件。在软件中选择“DFT表面能”，选择“DFT Modified Density Functional”拟合模型，所得数据横坐标为能量（e/K），纵坐标为累积孔面积（m2/g），导出能量（e/K）-累计孔面积（m2/g）数据。
端面和缺陷面为非基面，多孔碳中的端面的吸附势最弱，基面的吸附势居中，缺陷面的吸附势最高。定义：能量50K~60K为中心的吸附势分布代表基面，50K以下为端面，60K以上为缺陷面。计算方法为：在氮气吸附比表面积测试中，通过密度泛函理论由氮吸附比表面积对基面、端面和缺陷面进行量化，多孔碳的总能量对应的吸附总面积（总的累计孔面积）为S，在50K能量下累积的孔面积是A1，60K能量下累积的孔面积是A2，则50K~60K则所反映的是基面的累计孔面积J=A2-A1，总面积减去60K能量下累积的孔面积是缺陷面的累计孔面积Q。不同的能量面的占比由吸附势对应的累计面积与总表面面积的比值反映，则50K以下（端面）=A1/S，50~60K（基面）=J/S，60K以上（缺陷面）=Q/S，三者之和为100%。
在本发明的一些实施方式中，典型但非限制性的，例如，A可以为0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、39%或者其中任意两者组成的范围值；B可以为1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、39%或者其中任意两者组成的范围值；C可以为41%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、79%或者其中任意两者组成的范围值。
非基面的占比（A+C）与基面的占比B的比值范围M满足1<M<20，非基面与基面的比例是决定平面质量的重要因素，这是因为锂离子在充放电过程中的传输通常需要通过端面而不是基面。
本发明的负极材料，通过采用上述氮气吸附测试所表征的具有特定比值关系的多孔碳，有利于纳米硅颗粒沉积在多孔碳中，从而提高了硅源的利用率；该多孔碳具有高的颗粒抗压强度，从而提高了负极材料的耐压性能和机械强度，使其在极片辊压中更能耐压；多孔碳能够形变而不断裂，为硅的膨胀提供充分的缓冲空间，改善了负极材料的体积膨胀，使其具有低膨胀性；提高了负极材料的离子扩散性能，提高容量、初始充放电性能、首次库伦效率、倍率性能和循环性能。
在本发明的一些实施方式中，1<M<10；典型但非限制性的，例如，M的数值可以为1.1、2、3、4、5、6、7、8、9、9.9或者其中任意两者组成的范围值。
在本发明的一些实施方式中，0≤A<20%，20%<B<40%，50%<C<80%。
在本发明的一些实施方式中，0≤A<10%，20%<B<40%，50%<C<80%；更优选地，0≤A<5%；更优选地，A为0。
当多孔碳的端面的吸附势A趋于0%时，多孔碳颗粒的形貌趋于球形，相比不规则碳材料的堆积密度高，流动性好，包覆均匀性更佳。
多孔碳的各面面积占总表面面积的占比中，缺陷面占比C的强度相对于端面占比A和基面占比B加强时，多孔碳中晶格缺陷高，如表面基团或表面台阶以及位错，导致“表面粗糙度”增加，有利于硅源的沉积，因此会有更高的硅源利用率；同时，表面粗糙，多孔碳会有更多活性位点，有利于锂离子的嵌入脱出。
在本发明的一些实施方式中，多孔碳的粒径Dv50为3~10μm；典型但非限制性的，例如，多孔碳的粒径Dv50可以为3μm、5μm、7μm、10μm或者其中任意两者组成的范围值。
在本发明的一些实施方式中，多孔碳的粒径Dv99为10~25μm；典型但非限制性的，例如，多孔碳的粒径Dv99可以为10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm或者其中任意两者组成的范围值。
在本发明的一些实施方式中，多孔碳的粒径Dn10为0.5~5μm；典型但非限制性的，例如，多孔碳的粒径Dn10可以为0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm或者其中任意两者组成的范围值。
在本发明的一些实施方式中，多孔碳的比表面积（BET）为1500~2200m2/g；典型但非限制性的，例如，多孔碳的比表面积可以为1500m2/g、1700m2/g、1900m2/g、2000m2/g、2200m2/g或者其中任意两者组成的范围值。
在本发明的一些实施方式中，多孔碳的孔容为0.8~1.2cm3/g。
在本发明的一些实施方式中，多孔碳的微孔率为80%~100%；优选地，多孔碳的微孔率为90%~100%。
微孔率是指：氮气吸附法测试的多孔碳中孔径小于2nm的孔的孔容占总孔容的百分比。
在本发明的一些实施方式中，多孔碳的抗压强度为50~400MPa；优选为100~400MPa；更优选为300~400MPa。
吸附势反应了多孔碳的端面、基面和缺陷面的占比关系、基体结构与造孔有关，采用满足上述占比关系的多孔碳具有更高的机械强度。
在本发明的一些实施方式中，多孔碳的球形度≥0.85；典型但非限制性的，例如，多孔碳的球形度可以为0.85、0.87、0.90、0.93、0.95、0.98、1等等。
球形度是指：多孔碳的球形度D测试的步骤包括：基于GB/T 38887-2020分析方法，采用激光粒度仪（型号为BT-2900）分析多孔碳的球形度。具体地，采用电磁振动进样和自由落体分散技术，将多孔碳固体粉末分散，结合高速CCD相机和多线程和边缘识别技术的图像处理软件，输出球形度D。
当多孔碳的球形度D较高，有利于增加多孔碳的颗粒之间的孔隙，从而利于锂离子传输，改善电化学装置的倍率性能和循环性能。
本发明的多孔碳的孔容为0.8~1.2cm3/g，包括大孔、中孔和微孔，微孔的孔容的比例≥80%；通过调控多孔碳的孔容以及微孔的孔容的比例在本发明的范围内，能够使多孔载体碳材料的孔洞为硅的膨胀提供充分的缓冲空间，从而使硅碳复合材料不易膨胀，进一步改善二次电池的循环性能。
本发明的多孔碳具有更高的比表面积、更高的微孔率、更好的单颗粒抗压强度，由此制备硅碳复合材料时可以显著提升硅源气体的利用率，能够使制得的负极具有低膨胀性能，且在用作二次电池的负极活性物质时，为高容量且可获得良好的循环特性和初始充放电特性。
本发明的高度微孔的多孔碳具有高的颗粒抗压强度，因此可以在极片辊压中更能耐压，提高了机械强度；多孔碳能够形变而不断裂，多孔碳提供了高体积负载量。
在本发明的一些实施方式中，多孔碳包括生物质衍生碳、树脂衍生碳、石油焦衍生碳、煤衍生碳、金属修饰的碳材料、金属氧化物修饰的碳材料中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，多孔碳可选自商业用规格产品，或通过本领域已知方法制备得到，如水热法、溶剂热法、电化学沉积法、粉末冶金法、熔融金属法、离子交换法、活化法等。
在本发明的一些实施方式中，硅碳复合材料中硅的含量为5wt%~85wt%；典型但非限制性的，例如，硅碳复合材料中硅的含量可以为5wt%、15wt%、25wt%、35wt%、45wt%、55wt%、65wt%、75wt%、85wt%或者其中任意两者组成的范围值。
在本发明的一些实施方式中，负极材料中，碳层的质量百分数为1wt%~10wt%；典型但非限制性的，例如，负极材料中，碳层的质量百分数可以为1wt%、2wt%、4wt%、6wt%、8wt%、10wt%或者其中任意两者组成的范围值。
在本发明的一些实施方式中，负极材料中，C元素和Si元素的质量百分数之和为100%。
在本发明的一些实施方式中，负极材料中，除了C元素和Si元素外，还可以含有其他元素，不受理论约束的情况下，其他元素可以是不可避免的杂质、亲锂性物质、碳质材料或其他物质。
在本发明的一些实施方式中还提供了上述负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将多孔碳在含有硅源的气氛下进行气相沉积，得到硅碳复合材料。
将硅源气体在高温下热分解形成硅单质并填充到具有多孔结构的多孔碳中，得到硅碳复合材料，即沉积有纳米硅颗粒的多孔碳，该材料具有较高的首次库伦效率和电化学性能。
在本发明的一些实施方式中，硅源包括甲硅烷、乙硅烷、一氯硅烷和二氯硅烷中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，含有硅源的气氛中硅源的体积浓度为1%~60%。
在本发明的一些实施方式中，气相沉积包括：升温至为400~700℃保温处理1~20h。
在本发明的一些实施方式中，气相沉积的过程中升温速率为1~10℃/min。
在本发明的一些实施方式中，气相沉积的反应器包括箱式炉、回转炉、管式炉、真空炉、辊道窑、流化床或等离子体增强化学气相沉积设备。
在本发明的一些实施方式中，负极材料的制备方法，还包括如下步骤：将硅碳复合材料在含有碳源的气氛下进行烧结，得到负极材料。
在本发明的一些实施方式中，烧结包括：升温至400~800℃保温处理1~20h。
在本发明的一些实施方式中，烧结过程的升温速率为1~10℃/min。
在本发明的一些实施方式中，碳源包括甲烷、乙烷、丙烷、异丙烷、丁烷、异丁烷、乙烯、丙烯、乙炔、丁烯、氯乙烯、氟乙烯、1,1-二氟乙烯、氯乙烷、五氯一氟乙烷、二氟乙烷、氯甲烷、氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷、甲胺和甲醛中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，含有碳源的气氛中碳源的体积浓度为1%~50%。
在本发明的一些实施方式中还提供了一种二次电池，包括上述负极材料。
在本发明的一些实施方式中，二次电池包括锂离子电池。
将本发明的负极材料用于二次电池中，有利于提高电池的容量、倍率性能和循环性能。
在本发明的一些具体实施方式中，多孔碳的制备方法，包括如下步骤：取100g紫茎泽兰茎部剪成寸长段冲洗除尘，然后浸泡于浓度为5wt%~30wt%的HCl溶液中0.5~48h后，采用蒸馏水清洗以去除HCl；在烘箱中80℃干燥后，置于微波炉中，在真空气氛下以速率为5℃/min升温到500℃保温处理2h，然后升温到900℃碳化5h，即得到基于紫茎泽兰的多孔碳。
本发明具体实施例中采用多孔碳的制备方法以上述多孔碳的制备方法为例进行说明，但不局限于此，其余多孔碳的制备方法均可。
实施例1
本实施例提供的负极材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将1kg的多孔碳放置于回转炉中，加热至100℃，抽真空状态下保温30min，随即通入氮气保护，然后以5℃/min的速率升温至450℃，同时以0.5L/min的流量通入硅烷（SiH4），通入时长为4h，关闭硅源阀门；
多孔碳中，端面面积占总面积的比值为A为6.40%，基面面积占总面积的比值为B为33.77%，缺陷面面积占总面积的比值为C为59.82%，M=（A+C）/B，M为1.96；
多孔碳的粒径Dv50为6.6μm，Dv99为16.2μm，Dn10为3.3μm，比表面积为1800m2/g，孔容为0.82cm3/g。
S2、然后升温至700℃，并通入乙炔（C2H2）和氩气，通入时长为3h，得到硅占比为48wt%的负极材料。
实施例2
本实施例提供的负极材料的制备方法参考实施例1，不同之处仅在于，步骤S1中，多孔碳中，端面面积占总面积的比值为A为0%，基面面积占总面积的比值为B为26.13%，缺陷面面积占总面积的比值为C为73.87%，M=（A+C）/B，M为2.83；
多孔碳的粒径Dv50为8.5μm，Dv99为14.5μm，Dn10为3.5μm，比表面积为2100m2/g，孔容为0.85cm3/g。
实施例3
本实施例提供的负极材料的制备方法参考实施例1，不同之处仅在于，步骤S1中，多孔碳中，端面面积占总面积的比值为A为0%，基面面积占总面积的比值为B为6.04%，缺陷面面积占总面积的比值为C为93.96%，M=（A+C）/B，M为15.56；
多孔碳的粒径Dv50为9.2μm，Dv99为21μm，Dn10为0.3μm，比表面积为1150m2/g，孔容为0.64cm3/g。
实施例4
本实施例提供的负极材料的制备方法参考实施例1，不同之处仅在于，步骤S1中，多孔碳中，端面面积占总面积的比值为A为13.5%，基面面积占总面积的比值为B为35.36%，缺陷面面积占总面积的比值为C为51.14%，M=（A+C）/B，M为1.83；
多孔碳的粒径Dv50为5.5μm，Dv99为14.2μm，Dn10为0.5μm，比表面积为1873m2/g，孔容为0.87cm3/g。
实施例5
本实施例提供的负极材料的制备方法参考实施例1，不同之处仅在于，步骤S1中，多孔碳中，端面面积占总面积的比值为A为20.03%，基面面积占总面积的比值为B为32.97%，缺陷面面积占总面积的比值为C为47%，M=（A+C）/B，M为2.03；
多孔碳的粒径Dv50为7.1μm，Dv99为19.2μm，Dn10为1.7μm，比表面积为1790m2/g，孔容为0.93cm3/g。
实施例6
本实施例提供的负极材料的制备方法参考实施例1，不同之处仅在于，步骤S1中，多孔碳中，端面面积占总面积的比值为A为5.45%，基面面积占总面积的比值为B为15.24%，缺陷面面积占总面积的比值为C为79.31%，M=（A+C）/B，M为5.56；
多孔碳的粒径Dv50为7.3μm，Dv99为18μm，Dn10为0.9μm，比表面积为1920m2/g，孔容为0.85cm3/g。
对比例1
本对比例提供的负极材料的制备方法参考实施例1，不同之处仅在于，步骤S1中，多孔碳（生产厂家：江西紫宸科技有限公司），端面面积占总面积的比值为A为50.17%，基面面积占总面积的比值为B为26.38%，缺陷面面积占总面积的比值为C为23.44%，M=（A+C）/B，M为2.79；
多孔碳的粒径Dv50为8.2μm，Dv99为22μm，Dn10为2.8μm，比表面积为1452m2/g，孔容为0.65cm3/g。
试验例1
实施例1~6和对比例1中的多孔碳的参数如表1所示。实施例2中的多孔碳的抗压强度如图1所示。
抗压强度测试方法为：采用微小压缩试验机，将待测颗粒样品放置在夹具中，并夹紧。选择所需的压缩强度测试，设置合适的测试参数，通过表征颗粒破碎的强度，确定材料的抗压强度。
测试原理：选择直径50μm的平压头，使用两个指示器将试样夹在中间，以0.1μm（使用x50物镜时）增量测量试样直至增至200μm；将恒定增速的试验力施加至试样上，并将其固定在上压杆和下压板之间；然后自动测量试样的变形量，试验力可设置在9.8mN，测量并记录试样形变过程中的压力和变形量，所得数据横坐标为压缩位移，纵坐标为试验力，曲线取拐点处的试验力来计算材料的抗压强度。
表1
分别采用实施例1~6和对比例1的负极材料制备扣式半电池，对各电池的性能进行测试，其结果如表2所示。
扣式半电池的制备方法：活性物质：SP：CNT：PAA胶液按照质量比80：9：1：10混合，用去离子水将其制成浆料，均匀涂覆在铜箔上，80℃真空干燥24h，制得实验用的电池极片，再以锂片为对电极，使用1.1mol/L的LiPF6的电解液，溶剂为四组分混合溶剂，碳酸乙烯酯（EC）：碳酸亚乙烯酯（VC）：碳酸二甲酯（DMC）：氟代碳酸乙烯酯（FEC）=1：1：1：1（体积比），采用聚丙烯微孔薄膜为隔膜，在真空手套箱中组装成CR2025型扣式半电池。
电池性能的测试方法为：采用电池测试系统（半电池测试美国Arbin多通道电池测试系统，德国布劳恩公司Labstar(1200/780)型手套箱）测试容量和首次充放电效率（首效）。
测试工步为：0.1C DC to 5mV，静置5min；0.02C DC to 5mV，静置5min；0.01C DCto 5mV，静置5min；0.1C CC to 0.8V，0.1C CC to 2V。
硅烷利用率%=[收料量（g）×硅含量（%）]/[通入硅烷体积（L）×硅烷密度（g/L）]。
表2
从表1可以看出，实施例2中，当A等于0%时，多孔碳趋于球形，具有更高的球形度，更高的抗压强度。实施例3中，C值较高，M=15.6，多孔碳的孔容较低，由此导致负极材料的容量偏低。对比例1中，不符合A<B<C的关系式，M=2.79，其抗压强度较差，硅烷利用率低。
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 (10)

1.一种负极材料，其特征在于，包括硅碳复合材料；所述硅碳复合材料包括多孔碳以及位于所述多孔碳的孔道中的纳米硅颗粒；
所述多孔碳的端面比表面积占所述多孔碳的总比表面积的比值为A，所述多孔碳的基面比表面积占所述多孔碳的总比表面积的比值为B，所述多孔碳的缺陷面比表面积占所述多孔碳的总比表面积的比值为C，且满足如下关系式：A<B<C，0≤A<40%，0<B<40%，40%<C<80%，1<M<20，M=（A+C）/B。
2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，1<M<10。
3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，0≤A<20%，20%<B<40%，40%<C<80%。
4.根据权利要求3所述的负极材料，其特征在于，0≤A<10%，20%<B<40%，40%<C<80%。
5.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述多孔碳的粒径Dv50为3~10μm。
6.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述多孔碳的比表面积为1500~2200m2/g；
和/或，所述多孔碳的孔容为0.8~1.2cm3/g；
和/或，所述多孔碳的微孔率为80%~100%。
7.根据权利要求1~6任一项所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还包括包覆于所述硅碳复合材料表面的碳层。
8.权利要求1~7任一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将多孔碳在含有硅源的气氛下进行气相沉积，得到硅碳复合材料。
9.根据权利要求8所述的负极材料的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：将所述硅碳复合材料在含有碳源的气氛下进行烧结，得到所述负极材料。
10.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1~7任一项所述的负极材料。
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