一种含硅负极材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于电池材料，具体涉及一种含硅负极材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、锂离子电池具有循环寿命长、能量密度高、自放电率低等优势，被广泛应用于电动汽车、移动电子产品、人工智能、储能电源系统、航空航天等多个领域。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液装配而成，负极材料对锂离子电池的能量密度、倍率性能等都具有显著的影响。目前商业化的电池负极材料以石墨为主，但石墨的理论比容量约为372mah/g，比容量较低，限制了锂离子电池面向高能量密度的发展。

2、与石墨相比，硅基材料的优势主要包括：理论嵌锂容量高、合适的工作电压以及硅元素在地壳中丰富的储量；然而，目前硅基材料还无法满足高能量密度和高动力学的要求。由于硅基负极材料的嵌锂电位高于石墨负极材料，电池充电过程中，锂离子会优先嵌入硅负极、再嵌入石墨负极，这意味着硅基材料的嵌锂速度是影响电池动力学性能的关键。

3、提升硅基材料的性能是近年来行业内的研究热点。例如cn118380575a公开了一种具有复合人工sei膜的硅基负极材料，制备方法如下：s1、制备反应共聚物，所述反应共聚物由溴氯有机物和含有甲氨基的丙烯腈化合物通过共聚反应制得；s2、将所述反应共聚物溶于有机溶剂中，得到共聚物溶液，再将所述共聚物溶液与金属氢氧化物混合，分散后得到分散溶液；s3、将所述分散溶液布施于硅负极材料的表面，令所述硅负极材料表面的所述分散溶液干燥从而得到所述具有复合人工sei膜的硅基负极材料；通过溴氯有机物和含有甲氨基丙烯腈化合物的反应共聚物与金属氢氧化物的混合物作为硅负极材料表面的复合人工sei膜，提高sei膜与硅负极材料之间的粘附性，能够改善锂电池的动力学性能、倍率性能、循环性能和安全性能。cn117976878a公开了一种硅负极材料，包括硅基材料和包覆其上的聚合物，所述聚合物由单体聚合而成，其中包含氨基、硫醇、羧基、羰基官能团；该聚合物涂层能够缓解硅负极的体积膨胀，有机官能团的导入可以提升聚合物涂层的稳定性、改善负极极片的浸润能力，从而提高硅负极动力学性能，减少电解液与正负极界面副反应，提高电池的循环性能。cn118472205a公开了一种硅负极活性材料，包括硅基材料和包覆于其表面的人工sei膜，该人工sei膜包括共聚物，分子结构中含有1,3-二氧戊环基团和磺酰氟基团，使共聚物具有良好的柔韧性，能够有效缓解硅基材料的体积膨胀，避免硅基材料体积膨胀引起sei膜破裂造成电池循环性能劣化等问题。

4、目前对于硅基材料的研究大多集中在提升循环性能、减少材料体积膨胀方面，在改善动力学方面的研究较少，而且工艺路线复杂，对于动力学的改善效果也存在明显的不足之处。因此，开发具有优异的动力学性能的硅基材料，是本领域的研究重点。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含硅负极材料及其制备方法和应用，通过硅基内核及其上包覆的碳层、离子传输型人造sei膜的设计和相互复配，显著降低了锂离子在界面传输的势垒，使所述含硅负极材料具有大幅提升的动力学性能，有效改善了锂离子电池在不同倍率下的循环性能，快充性能得到明显提升。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种含硅负极材料，所述含硅负极材料包括硅基内核和设置于所述硅基内核上的碳层和离子传输型人造sei膜，所述碳层位于所述硅基内核与离子传输型人造sei膜之间。

4、本发明提供的含硅负极材料具有三层结构，其中内层为硅基内核，能够起到储锂的作用，具有明显的高容量优势；中层为碳层，能够增强含硅负极材料的整体导电性，抑制硅基内核的体积膨胀，并减少了电解液和硅基内核之间的反应；外层为离子传输型人造sei膜，其具有很好的电解液亲和能力，可以增加锂离子去溶剂化过程，增加锂离子在负极的界面传输速率，降低锂离子在含硅负极材料表面的界面传输势垒，显著提升含硅负极材料的动力学性能。本发明通过特定的三层结构的设计和层级之间的复配作用，减少了电解液在硅负极表面的去溶剂化作用，锂离子在界面传输的势垒得到了显著降低，使所述含硅负极材料具有优异的动力学性能，有效提升了包含其的锂离子电池的首次效率、首周脱锂容量和不同倍率下的循环性能，使电池具有更低的阻抗、更高的首效和更快的充电速率，快充性能得到明显改善。

5、以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。

6、优选地，所述离子传输型人造sei膜包括离子传输材料和/或导电材料。

7、本发明中，所述离子传输型人造sei膜的组分包括三个并列技术方案：纯离子传输材料、纯导电材料、离子传输材料和导电材料的组合；对于“离子传输材料和导电材料的组合”的并列技术方案，所述离子传输材料和导电材料能够以任意比例进行组合；即所述离子传输型人造sei膜中离子传输材料的质量百分含量为0-100％，例如可以为0、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。和/或，所述离子传输型人造sei膜中导电材料的质量百分含量为0-100％，例如可以为0、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

8、所述离子传输材料包括具有优良导离子能力的无机物，优选地，所述离子传输材料包括锂盐、锂氧化物、过渡金属氧化物、过渡金属磷化物、过渡金属硫化物、半金属氧化物、磷单质、硫单质、其他固体电解质中的任意一种或至少两种的组合。

9、进一步优选地，所述离子传输材料包括碳酸锂、硅酸锂、偏硅酸锂、磷酸锂、偏磷酸锂、次磷酸锂、硼酸锂、钛酸锂、氧化锂、氟化锂、铝酸锂、磷化锂、硫化锂、镍酸锂、氧化钙、氧化锌、氧化铝(三氧化二铝)、氧化锆、氮化锆、磷化锆、氧化钼、氮化钼、磷化钼、硫化钼、硼化钼、氧化亚硅、二氧化硅、二氧化钛、磷单质、硫单质、其他氧化物固态电解质、其他硫化物固态电解质中的任意一种或至少两种的组合。

10、优选地，所述离子传输材料的平均粒径为1-1000nm，例如可以为2nm、5nm、8nm、10nm、20nm、50nm、80nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm或900nm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

11、优选地，所述导电材料包括石墨烯、碳纳米管、导电炭黑、无定型碳、软碳、硬碳中的任意一种或至少两种的组合。

12、优选地，所述离子传输型人造sei膜包括离子传输材料和/或导电材料，所述离子传输型人造sei膜具有如下结构a-结构d中的至少一种：

13、结构a：由离子传输材料组成；

14、结构b：由导电材料组成；

15、结构c：所述导电材料分布在所述离子传输材料中；

16、结构d：所述离子传输材料分布在所述导电材料中。

17、优选地，以所述硅基内核和碳层的总质量为100％计，所述离子传输型人造sei膜的质量为0.01％-15％，例如可以为0.02％、0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.4％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％或14％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

18、优选地，所述碳层的厚度为1-30nm，例如可以为2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、10nm、12nm、15nm、18nm、20nm、22nm、25nm或28nm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

19、本发明中，所述碳层位于硅基内核和离子传输型人造sei膜之间，能够提升导电性能，并与离子传输型人造sei膜共同作用，协同抑制硅基内核的体积膨胀，提升动力学性能和循环性能。如果碳层的厚度过低，则不利于导电性能的改善；如果碳层的厚度太大，则含硅负极材料中碳材料的比例升高，损失了含硅负极材料的高容量优势。

20、优选地，以所述硅基内核的质量为100％计，所述碳层的质量为0.01％-10％，例如可以为0.02％、0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.4％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、5％、6％、7％、8％或9％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

21、优选地，所述硅基内核包括硅单质、硅氧化物、硅碳复合物、硅氮复合物、硅合金中的任意一种或至少两种的组合。

22、优选地，所述含硅负极材料的中值粒径为1-30μm，例如可以为1.5μm、2μm、5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm或28μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，进一步优选2-20μm。

23、优选地，所述含硅负极材料的比表面积为0.1-20m2/g，例如可以为0.2m2/g、0.5m2/g、0.8m2/g、1m2/g、2m2/g、4m2/g、5m2/g、6m2/g、8m2/g、10m2/g、12m2/g、14m2/g、15m2/g、16m2/g或18m2/g，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，进一步优选1-10m2/g。

24、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的含硅负极材料的制备方法，所述制备方法采用类原子层沉积方法，包括如下步骤：

25、(1)在硅基内核上设置碳层，得到碳包覆硅基材料；

26、(2)将所述碳包覆硅基材料、离子传输介质前驱体、分散剂和溶剂混合后，在第一剪切分散装置中进行分散，得到分散液；

27、(3)将所述分散液在第二剪切分散干燥装置中、在热流条件下形成微液滴并干燥，得到粉体；

28、(4)将所述粉体在动态热处理装置中进行动态热处理，得到所述含硅负极材料。

29、本发明中，所述含硅负极材料的制备方法中，通过步骤(2)-(4)得到离子传输型人造sei膜，其采用类原子层沉积(ald)表面修饰技术，通过高剪切力使离子传输介质前驱体和碳包覆硅基材料分散均匀，随后以瞬间干燥的形式将离子传输介质前驱体均匀包覆修饰在碳包覆硅基材料表面，动态热处理后形成紧密、完整且均匀包覆的离子传输型人造sei膜。所述制备方法的操作简单，成本低，易于放大，显著提升了含硅负极材料的性能发挥，具有广阔的应用前景。

30、优选地，所述设置碳层的方法包括物理气相沉积和/或化学气相沉积，进一步优选化学气相沉积(cvd)。

31、优选地，所述化学气相沉积所用的碳源包括乙炔、乙烯、甲烷、乙烷中的任意一种或至少两种的组合。

32、优选地，所述化学气相沉积的温度为400-1000℃，例如可以为450℃、480℃、500℃、520℃、550℃、580℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或980℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

33、优选地，所述化学气相沉积的压力为1-10mpa，例如可以为1.5mpa、2mpa、2.5mpa、3mpa、3.5mpa、4mpa、4.5mpa、5mpa、5.5mpa、6mpa、6.5mpa、7mpa、7.5mpa、8mpa、8.5mpa、9mpa或9.5mpa，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

34、优选地，所述化学气相沉积的时间为0.5-8h，例如可以为1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h或7.5h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

35、优选地，所述离子传输介质前驱体包括离子传输材料和/或导电材料。

36、所述离子传输材料、导电材料的种类和参数如第一方面所述，简明起见，不再赘述。

37、优选地，所述离子传输介质前驱体可以为离子传输材料或导电材料中的任意一种，也可以为离子传输材料和导电材料的组合；对于“离子传输材料和导电材料的组合”的并列技术方案，离子传输材料和导电材料能够以任意比例进行组合，进一步优选地，所述离子传输材料与导电材料的质量比为1:(0.01-20)，例如可以为1:0.05、1:0.1、1:0.2、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.8、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18或1:19等，进一步优选1:(0.05-10)。

38、优选地，以所述碳包覆硅基材料的质量为100％计，所述离子传输介质前驱体的质量为0.01％-15％，例如可以为0.02％、0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.4％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％或14％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

39、优选地，所述分散剂包括羧甲基纤维素盐、海藻酸盐、(甲基)丙烯酸均聚物盐、(甲基)丙烯酸共聚物盐中的任意一种或至少两种的组合。

40、本发明中，术语(甲基)丙烯酸表示丙烯酸和/或甲基丙烯酸。

41、优选地，所述羧甲基纤维素盐、海藻酸盐、(甲基)丙烯酸均聚物盐、(甲基)丙烯酸共聚物盐中的阳离子各自独立地包括锂离子、钠离子、钾离子、钙离子、锌离子中的任意一种或至少两种的组合。

42、优选地，以所述碳包覆硅基材料的质量为100％计，所述分散剂的质量为0.01％-5％，例如可以为0.02％、0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.4％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％或4.5％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

43、优选地，所述溶剂为水。

44、优选地，以所述碳包覆硅基材料的质量为100％计，所述溶剂的质量为50％-500％，例如可以为80％、100％、150％、200％、250％、300％、350％、400％或450％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

45、优选地，所述第一剪切分散装置包括分散机、搅拌机、均质机、转子均质循环泵中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选分散机(高速分散机)和转子均质循环泵的组合。

46、与传统球磨/砂磨工艺不同，本发明的方法中采用温和的剪切工艺，剪切力低，分散过程中撞击力小，不会破坏浆料(碳包覆硅基材料、离子传输介质前驱体、分散剂和溶剂的共混物)中各组分的结构和表面形貌，避免对材料带来不可逆损伤，能够在不破坏结构条件下实现高速分散。

47、该工序的特点是浆料(共混物)在外力驱动下形成高速流动，产生压力；压力驱动流体快速穿过狭缝，浆料中的所有物质在压力和狭缝作用下实现分散均匀。这种方式分散的效率高、效果好。

48、优选地，步骤(2)所述分散的时间为0.1-5h，例如可以为0.2h、0.5h、0.8h、1h、1.2h、1.5h、1.8h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h或4.5h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

49、作为本发明的优选技术方案，所述第一剪切分散装置中进行分散时，碳包覆硅基材料、离子传输介质前驱体、分散剂和溶剂形成的浆料在外力驱动下形成高速流动，流体穿过狭缝，浆料中所有物质分散均匀。

50、优选地，所述分散液在第二剪切分散干燥装置中、在热流条件下形成微液滴并干燥、得到粉体的方法包括如下a1)-a3)中的任意一种或至少两种的组合：

51、a1)具有一定温度的干燥气体按照控制速度穿过分散液物料层，在振动辅助下使物料被热气体冲击，冲击剪切力使物料形成微液滴达到流化状态，微液滴瞬间干燥，得到粉体；

52、a2)将所述分散液通过高速离心盘雾化为小液滴，或在压缩气体驱动下雾化成小液滴，随后小液滴在干燥室内与热空气接触，蒸发溶剂并形成粉体，粉体颗粒随着热空气被带离干燥室；

53、a3)将所述分散液送进紧凑的干燥室，使之与热空气和旋转叶轮接触，旋转驱动和热冲击造成的剪切力是分散液分解成微液滴，微液滴瞬间干燥形成粉体，粉体产品与热空气一同被带出干燥室。

54、优选地，所述第二剪切分散干燥装置包括流化床、气流闪蒸干燥器、二流体式喷雾干燥器、离心式喷雾干燥器中任意一种或至少两种的组合。

55、优选地，所述干燥的温度为50-300℃，例如可以为60℃、80℃、100℃、120℃、150℃、180℃、200℃、220℃、250℃或280℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

56、本发明中，所述动态热处理是将干燥得到的粉体在动态条件下进行高温热处理，例如通过振动、搅拌、旋转等手段，使材料颗粒之间在热处理过程中互相摩擦，形成完整均匀包覆的离子传输型人造sei膜。

57、优选地，所述动态热处理装置包括回转窑、鼓风式干燥箱、管式炉、辊道窑中的任意一种或至少两种的组合。

58、优选地，所述动态热处理在惰性气氛中进行。

59、优选地，所述惰性气氛包括氮气和/或氩气。

60、优选地，所述动态热处理的转速为1-20r/min，例如可以为2r/min、4r/min、5r/min、6r/min、8r/min、10r/min、12r/min、15r/min或18r/min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

61、优选地，所述动态热处理的温度为100-1000℃，例如可以为200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃或900℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

62、优选地，所述动态热处理的时间为0.5-10h，例如可以为1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h或9h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

63、作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：

64、(1)通过化学气相沉积在硅基内核上设置碳层，所述化学气相沉积所用的碳源包括乙炔、乙烯、甲烷、乙烷中的任意一种或至少两种的组合，温度为400-1000℃，压力为1-10mpa，时间为0.5-8h，得到碳包覆硅基材料；

65、(2)将所述碳包覆硅基材料、离子传输介质前驱体、分散剂和溶剂混合后在第一剪切分散装置中进行分散，得到分散液；

66、以所述碳包覆硅基材料的质量为100％计，所述离子传输介质前驱体的质量为0.01％-10％，所述分散剂的质量为0.01％-5％；

67、(3)将所述分散液在第二剪切分散干燥装置中、在热流条件下形成微液滴并干燥，得到粉体；

68、(4)将所述粉体在动态热处理装置中进行动态热处理，所述动态热处理的转速为1-20r/min，温度为100-1000℃，时间为0.5-10h，得到所述含硅负极材料。

69、第三方面，本发明提供一种含硅负极材料的制备装置，所述制备装置包括依次连接的反应装置、第一剪切分散装置、第二剪切分散干燥装置和动态热处理装置。

70、优选地，如第一方面所述的含硅负极材料通过所述制备装置制备得到。

71、优选地，所述反应装置包括物理气相沉积装置和/或化学气相沉积装置，进一步优选化学气相沉积装置。

72、优选地，所述第一剪切分散装置包括分散机、搅拌机、均质机、转子均质循环泵中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选分散机和转子均质循环泵的组合。

73、优选地，所述第二剪切分散干燥装置包括流化床、气流闪蒸干燥器、二流体式喷雾干燥器、离心式喷雾干燥器中任意一种或至少两种的组合。

74、优选地，所述动态热处理装置包括回转窑、鼓风式干燥箱、管式炉、辊道窑中的任意一种或至少两种的组合。

75、第四方面，本发明提供一种负极材料组合物，所述负极材料组合物包括活性材料、粘结剂和导电材料的组合，所述活性材料包括如第一方面所述的含硅负极材料。

76、优选地，所述活性材料包括所述含硅负极材料和可选地碳材料，进一步优选含硅负极材料和碳材料组合。

77、优选地，所述碳材料包括石墨、炭黑、碳纤维、中间相碳微球、石油焦中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选石墨。

78、优选地，所述石墨为天然石墨和/或人造石墨。

79、优选地，所述活性材料中含硅负极材料的质量百分含量为1-80％，例如可以为5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％或70％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，进一步优选20-70％。

80、优选地，所述负极材料组合物中活性材料的质量百分含量为80-98％，例如可以为82％、85％、88％、90％、92％、95％或97％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

81、优选地，所述粘结剂包括丙烯酸类聚合物、聚丙烯腈、苯乙烯基共聚物、羧甲基纤维素钠(cmc)中的任意一种或至少两种的组合。

82、优选地，所述苯乙烯基共聚物包括丁苯橡胶(sbr)。

83、优选地，所述负极材料组合物中粘结剂的质量百分含量为0.1-12％，例如可以为0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％或11％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

84、优选地，所述导电材料包括导电炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、科琴黑、乙炔黑中的任意一种或至少两种的组合。

85、优选地，所述负极材料组合物中导电材料的质量百分含量为0.1-10％，例如可以为0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

86、第五方面，本发明提供一种负极极片，所述负极极片包括集流体和设置于所述集流体上的涂层，所述涂层的材料包括如第四方面所述的负极材料组合物。

87、优选地，所述负极极片的制备方法包括：将所述负极材料组合物与溶剂混合均匀，得到负极浆料；将所述负极浆料涂覆于集流体上，干燥，得到所述负极极片。

88、优选地，所述干燥后还包括辊压的步骤。

89、第六方面，本发明提供一种电化学储能装置，所述电化学储能装置包括如第一方面所述的含硅负极材料、如第四方面所述的负极材料组合物、如第五方面所述的负极极片中的至少一种。

90、优选地，所述电化学储能装置包括锂离子电池、钠离子电池、超级电容器、固态电池中的任意一种，进一步优选锂离子电池。

91、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

92、(1)本发明提供的含硅负极材料中，通过硅基内核及其上包覆的碳层、离子传输型人造sei膜的设计和相互复配，减少了电解液在硅负极表面的去溶剂化作用，锂离子在界面传输的势垒得到了显著降低，使所述含硅负极材料具有优异的动力学性能，有效提升了包含其的锂离子电池的首周脱锂容量和不同倍率下的循环性能，使电池具有更低的阻抗、更高的首效和更快的充电速率，尤其在快充性能方面得到明显改善。

93、(2)本发明提供的含硅负极材料的制备方法中，采用基于类原子层沉积(ald)表面修饰技术，将离子传输介质前驱体均匀包覆在碳包覆硅基材料的表面，形成薄且完整紧密包覆的离子传输型人造sei膜，使所述含硅负极材料具有更好的动力学性能和优异的循环性能。所述制备方法的工艺操作简单，成本低，易于放大，应用前景十分广阔。