一种硅基负极材料及其制备方法和应用与流程

1.本技术涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种硅基负极材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.相比于铅酸电池、镍氢电池等二次电池体系，锂离子电池具有高电压、高能量密度和环境友好等优点，已经被广泛应用于人们的日常生活中。近年来，锂离子电池在电动车领域有着长足的发展。然而，较低的续航里程制约着锂离子电动车的普及和应用。为了进一步提升锂电池的续航里程，寻找高容量负极材料替代理论比容量较低的石墨负极材料，成为了一种可行的方案。在众多的负极材料当中，硅基材料有着较高的电化学储锂容量，因此受到了研究者们的广泛关注及研究。然而，硅基材料在应用的过程中有不少阻碍：1、在充放电过程中硅基材料会发生巨大的体积膨胀和收缩，易导致活性材料粉化脱落，容量迅速衰减；2、反复的膨胀/收缩使得材料表面的sei膜破碎，暴露出与电解液接触的新界面，导致sei膜反复大量生成，消耗电解液的同时大大增加了电池的内阻，最终导致电池容量严重下降；3、硅基材料的导电性较差，在大电流的充放电过程中会产生严重的极化，储锂容量较低。
3.针对上述硅基材料的缺点，研究者们提出了通过将硅基材料与导电材料复合的方式去解决上述问题。通过在硅基材料表面包覆无机(如碳材料)或有机导电材料，可以避免电解液和活性材料直接接触，在提升材料导电性的同时，但因硅基材料膨胀导致的硅基材料表面sei反复生长的问题并没有得到解决，导致材料的循环性能较差。此外，材料同时还有首次库伦效率较低的问题。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种硅基负极材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中硅基负极材料循环性能较差的问题。
5.为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种硅基负极材料，硅基负极材料包括由内向外依次设置的硅基主体材料和第一包覆层，第一包覆层包含偏硅酸锂。
6.进一步地，上述硅基主体材料选自硅、氧化硅、氧化亚硅、硅碳复合材料和硅合金中的一种或多种，优选硅基负极材料的粒径为3～20μm。
7.进一步地，上述第一包覆层的厚度为0.03～0.2μm。
8.进一步地，上述硅基负极材料还包括包覆第一包覆层的第二包覆层，第二包覆层包含导电聚合物。
9.进一步地，上述第二包覆层的厚度为0.1～0.5μm，优选导电聚合物选自聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩中的一种或多种。
10.根据本技术的另一方面，提供了一种硅基负极材料的制备方法，该制备方法包括：步骤s1，将包括硅源、锂源、硅基主体材料与水的第一原料混合，形成第一反应体系；步骤s2，使第一反应体系中的硅源和锂源进行水热反应，以在硅基主体材料表面附着第一包覆
层，第一包覆层包含偏硅酸锂。
11.进一步地，上述步骤s1包括：步骤s11，将硅基主体材料与水混合，形成第一分散液，优选硅基主体材料选自硅、氧化硅、氧化亚硅、硅碳复合材料和硅合金中的一种或多种，优选锂源中的锂、硅源中的硅的摩尔比为(1.5～2.5):1；步骤s12，在第一搅拌的条件下，将硅源与第一分散液混合，形成第二分散液，优选将硅源加入第一分散液中且加入速度为0.005～0.05mol/min，优选在将全部硅源加入到第一分散液中后，继续进行2～4h的第一搅拌得到第二分散液；步骤s13，在第二搅拌的条件下，将锂源与第二分散液混合，得到第一反应体系；优选第一搅拌的搅拌速度和第二搅拌的搅拌速度各自独立地为100～500r/min；优选硅源选自正硅酸乙酯和正硅酸甲酯中的一种或两种，优选锂源选自氢氧化锂、碳酸锂和乙酸锂中的一种或多种。
12.进一步地，上述步骤s2在釜式反应器中进行水热反应，优选第一反应体系的体积占釜式反应器容积的40～80％，优选水热反应的温度为100～140℃，水热反应的时间为30～90h。
13.进一步地，上述水热反应后得到水热反应后体系，优选步骤s2还包括：对水热反应后体系进行固液分离得到固体产物，利用水和乙醇清洗固体产物，得到第一包覆层包覆的硅基材料。
14.进一步地，上述制备方法还包括：步骤s3，将包括导电聚合物单体、水和第一包覆层包覆的硅基材料的第二原料混合后进行聚合反应，以在第一包覆层的表面附着第二包覆层，得到硅基负极材料，第二包覆层包含导电聚合物；优选聚合物单体选自苯胺、吡咯和噻吩中的一种或几种，优选第二原料中聚合物单体的摩尔的量和第一包覆层包覆的硅基材料的质量的比值为(2.25
×
10
‑5～1.15
×
10
‑2)mol:1g；优选步骤s3中，第二原料还包括氧化剂，优选氧化剂选自重铬酸盐、过硫酸盐和氯化铁中的一种或多种，优选第二原料中，氧化剂和聚合物单体的摩尔比为(0.5～2):1，优选在步骤s3过程中进行第三搅拌，优选第三搅拌的速度为100～500r/min。
15.根据本技术的又一方面，提供了一种锂离子电池，包括电解液、正极材料和负极材料，负极材料包括硅基负极材料，该硅基负极材料为上述任一种的硅基负极材料或者为上述任一种的制备方法制备得到的硅基负极材料。
16.应用本技术的技术方案，本技术在硅基主体材料表面包覆包含偏硅酸锂的第一包覆层，偏硅酸锂作为刚性较高的材料，可以有效限制硅基主体材料在充电时的体积膨胀，使硅基负极材料整体上在循环过程中体积变化程度大大减小，这样一方面避免充放电过程中硅基负极材料发生的巨大体积膨胀和收缩导致活性材料粉化脱落的问题，另一方面可以缓解反复的膨胀/收缩使得硅基负极材料表面的sei膜破碎，暴露出与电解液接触的新界面，导致sei膜反复大量生成，消耗电解液的同时大大增加了电池的内阻，最终导致电池容量严重下降的问题。此外，偏硅酸锂和硅基主体材料之间有较好的兼容性，其在起到优良锂离子通道的作用的同时，不会与电解液或与硅基主体材料发生化学反应，因此确保了硅基负极材料的使用稳定性。综上，本技术的硅基负极材料解决了现有技术中硅基材料在充放电过程中体积大幅变化的问题，进而有效提升了硅基负极材料循环性能。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本技术实施例15制备得到的硅基负极材料的结构示意图；以及
19.图2示出了根据本技术实施例1制备得到的硅基负极材料的结构示意图。
20.其中，上述附图包括以下附图标记：
21.10、硅基主体材料；20、第一包覆层；30、第二包覆层。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
23.如本技术背景技术中所描述的，现有技术中用于锂离子电池的硅基负极材料会由于在充电过程中膨胀而最终导致sei膜反复大量生成，造成硅基负极材料循环性能较差的问题。为了解决上述问题，本技术提供了一种硅基负极材料及其制备方法和应用。
24.在本技术一种典型的实施方式中，如图1和2所示，提供了一种硅基负极材料，该硅基负极材料包括由内向外依次设置的硅基主体材料10和第一包覆层20，上述第一包覆层20包含偏硅酸锂。
25.本技术在硅基主体材料10表面包覆包含偏硅酸锂的第一包覆层20，偏硅酸锂作为刚性较高的材料，可以有效限制硅基主体材料10在充电时的体积膨胀，使硅基负极材料整体上在循环过程中体积变化程度大大减小，这样一方面避免充放电过程中硅基负极材料发生的巨大体积膨胀和收缩导致活性材料粉化脱落的问题，另一方面可以缓解反复的膨胀/收缩使得硅基负极材料表面的sei膜破碎，暴露出与电解液接触的新界面，导致sei膜反复大量生成，消耗电解液的同时大大增加了电池的内阻，最终导致电池容量严重下降的问题。此外，偏硅酸锂和硅基主体材料10之间有较好的兼容性，其在起到优良锂离子通道的作用的同时，不会与电解液或与硅基主体材料10发生化学反应，因此确保了硅基负极材料的使用稳定性。综上，本技术的硅基负极材料解决了现有技术中硅基材料在充放电过程中体积大幅变化的问题，进而有效提升了硅基负极材料循环性能。
26.需要特别说明的是，本技术的包覆结构和现有常规的包覆结构的特点具有共性，即本技术硅基负极材料的硅基主体材料10和第一包覆层20之间并不是具有绝对清晰的界限，二者之间难免存在很薄的一层既包括硅基主体材料10又包括偏硅酸锂的过渡结构。
27.本技术硅基主体材料10可以在现有技术中常用的硅基材料中进行选择，为了使硅基主体材料10和第一包覆层20间有更好的兼容性，优选硅基主体材料10选自硅、氧化硅、氧化亚硅、硅碳复合材料和硅合金中的一种或多种。上述硅碳复合材料为本领域已有的硅碳复合材料或者采用现有方法制备得到的硅碳复合材料，具体就不一一赘述；硅合金为目前常用于硅负极的硅合金，比如硅铝合金、硅镍合金等。
28.硅基负极材料在经过包覆后粒径必然增大，为了尽可能保证硅基负极材料具有高的比表面积，以实现其性能的充分发挥，优选上述硅基负极材料的粒径为3～20μm。粒径小于上述范围，会导致比表面积过大，使负极材料在应用过程中产生产气和存储性能恶化的问题。粒径大于上述范围，会使负极材料在应用过程中产生极化，使电池的可逆电极电势下
降。为了同时较好地降低硅基负极材料的体积膨胀和使其拥有较高的比容量，优选第一包覆层20的厚度为0.03～0.2μm。
29.在本技术一些实施例中，如图2所示，上述硅基负极材料还包括包覆第一包覆层20的第二包覆层30，第二包覆层30包含导电聚合物。在第一包覆层20外再包覆一层包含导电聚合物的第二包覆层30，由于导电聚合物包覆层具有良好的韧性，可以进一步降低硅基负极材料充放电过程中的体积变化，进一步提升硅基负极材料的循环性能。并且第二包覆层30还可以有效降低sei膜的厚度，使较少的电解液被消耗，进而有效提升硅基负极材料的循环性能。
30.为了进一步提升第二包覆层30限制硅基负极材料体积变化和降低sei膜厚度的效果，优选第二包覆层30的厚度为0.1～0.5μm。此外，为了进一步提升第一包覆层20和第二包覆层30之间的结合力和兼容性优选导电聚合物选自聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩中的一种或多种。
31.在本技术另一种典型的实施方式中，提供了一种硅基负极材料的制备方法，该制备方法包括：步骤s1，将包括硅源、锂源、硅基主体材料10与水的第一原料混合，形成第一反应体系；步骤s2，使第一反应体系中的硅源和锂源进行水热反应，以在硅基主体材料10表面附着第一包覆层20，第一包覆层20包含偏硅酸锂。
32.应用本技术的制备方法，通过将硅源、锂源、硅基主体材料10与水混合后，使硅源和锂源进行水热反应，无需对材料进行热处理，就可以在硅基主体材料10表面附着包含硅酸锂的第一包覆层20。该第一包覆层20可以有效降低硅基负极材料在充放电过程中的体积变化，进而有效提升硅基负极材料的循环稳定性。并且，本技术制备方法无需用到任何有机溶剂，可以避免可能产生的污染。
33.此外，当原料中锂源中的锂和硅源中的硅的摩尔比为(1.5～2.5):1时，使得第一包覆层20以偏硅酸锂为主，杂质量较小，因此进一步优化了材料性能的影响。
34.在一种实施例中，上述步骤s1包括：步骤s11，将硅基主体材料10与水混合，形成第一分散液；步骤s12，在第一搅拌的条件下，将硅源与第一分散液混合，形成第二分散液；步骤s13，在第二搅拌的条件下，将锂源与第二分散液混合，得到第一反应体系，优选第一搅拌的搅拌速度和第二搅拌的搅拌速度各自独立地为100～500r/min。通过在搅拌的条件下分步将各原料混合，使各原料可以充分的分散在水中，一方面可以有效提高反应速度，另一方面可以使第一包覆层20更均匀。优选将硅源加入第一分散液中且加入速度为0.005～0.05mol/min，优选在将全部硅源加入到第一分散液中后，继续进行2～4h的第一搅拌得到第二分散液，以让正硅酸乙酯水解得更充分，使水热反应的效果和速率更佳。
35.在一些实施例中，上述硅基主体材料10选自硅、氧化硅、氧化亚硅、硅碳复合材料和硅合金中的一种或多种，使硅基主体材料10和第一包覆层20间有更好的兼容性。本技术的硅源和锂源可以由本领域技术人员从现有技术中常用的硅源和锂源中进行选择。为了进一步提升水热反应生成第一包覆层20的效果，优选硅源选自正硅酸乙酯和正硅酸甲酯中的一种或两种，优选锂源选自氢氧化锂、碳酸锂和乙酸锂中的一种或多种。
36.本技术的上述步骤s2的水热反应是本领域比较常用的反应方式，为了更好地控制水热反应条件，在一些实施例中，使上述步骤s2在釜式反应器中进行水热反应。为了避免发生安全事故，优选第一反应体系的体积占釜式反应器容积的40～80％。优选水热反应的温
度为100～140℃，水热反应的时间为30～90h，在上述温度和时间范围内，可以使第一包覆层20拥有更好的结构完整性和更理想的厚度，以使硅基负极材料的比容量、电导率和循环性能均达到更高的水平。
37.为进一步提高第一包覆层形成后的产物纯度，在一些实施例中，完成水热反应后得到水热反应后体系，上述步骤s2还包括：对水热反应后体系进行固液分离得到固体产物，利用水和乙醇清洗固体产物，得到第一包覆层20包覆的硅基材料。通过水洗和乙醇洗，达到除去反应后残余的无机和有机杂质的效果。优选依次分别用水和乙醇洗涤固体产物2～3次，以达到去除大部分杂质的效果。
38.在形成第一包覆层后，在本技术一些实施例中进一步在第一包覆层之外再进行导电聚合物层的包覆，即上述制备方法还包括：步骤s3，将包括导电聚合物单体、水和第一包覆层20包覆的硅基材料的第二原料混合后进行聚合反应，以在第一包覆层20的表面附着第二包覆层30，得到硅基负极材料，第二包覆层30包含导电聚合物；步骤s3中，第二原料还包括氧化剂，优选第三搅拌的速度为100～500r/min。优选氧化剂和聚合物单体的摩尔比为(0.5～2):1，以在氧化剂可以充分引发聚合物单体进行聚合反应的同时，避免未反应的氧化剂残留在溶液中成为杂质。
39.通过将导电聚合物单体发生聚合反应并附着在第一包覆层20的表面得到包含导电聚合物的第二包覆层30，可以进一步降低硅基负极材料充放电过程中的体积变化，并可以有效提升硅基负极材料的循环性能。
40.为了提升第一包覆层20和第二包覆层30之间的结合力和兼容性，优选聚合物单体选自苯胺、吡咯和噻吩中的一种或几种，为了得到结构完整性更高，厚度更适宜的第二包覆层30，优选第二原料中聚合物单体的摩尔的量和第一包覆层包覆的硅基材料的质量的比值为(2.25
×
10
‑5～1.15
×
10
‑2)mol:1g。本技术用到的氧化剂可以从本领域常用的氧化剂中进行选择，为了进一步提升引发聚合反应的效果和速率，优选氧化剂选自重铬酸盐、过硫酸盐和氯化铁中的一种或多种。
41.上述制备方法可以制备得到本技术上述的硅基负极材料。
42.在本技术又一种典型的实施方式中，提供了一种锂离子电池，包括电解液、正极材料和负极材料，负极材料包括硅基负极材料，该硅基负极材料为上述任一种硅基负极材料或者为上述任一种制备方法制备得到的硅基负极材料。
43.本技术的硅基负极材料通过在硅基主体材料外侧包覆一层或两层包覆层，使其在充放电过程中的体积变化大大减小，同时避免了sei膜反复增厚导致的消耗电解液的问题。因此，硅基负极材料用于锂离子电池负极时，使锂离子电池具有更高的电化学容量、更好的循环稳定性和更好的倍率性能。
44.以下结合实施例和对比例，进一步说明本技术的优异效果。
45.实施例1
46.将0.1g平均粒径为5μm的sio材料(即硅基主体材料)加入去离子水中，在400r/min的搅拌下以0.01mol/min的速度加入正硅酸乙酯，加入完毕后，继续搅拌3h。之后将lioh加入溶液中，lioh和正硅酸乙酯的摩尔比为2:1，lioh的浓度为0.001mol/l。搅拌均匀后转移至150ml水热釜里，分散液体积要占釜体积的60％，并在100℃下水热反应90h。然后离心后用水和乙醇洗涤分别洗涤3次，得到li2sio3包覆的硅基材料。接着将氯化铁溶解于90ml去离
子水中形成0.0067mol/l的溶液，搅拌(速度为400r/min)并加入0.1gli2sio3包覆的硅基材料。再在溶液中加入吡咯，其中吡咯浓度为0.0067mol/l，并持续搅拌。最后，离心洗涤后得到聚吡咯(即第二包覆层)、li2sio3(即第一包覆层)双层包覆的sio材料(即硅基负极材料)。
47.实施例2
48.与实施例1的区别在于，lioh和正硅酸乙酯的摩尔比为2.5:1，lioh的浓度为0.00125mol/l。
49.实施例3
50.与实施例1的区别在于，lioh和正硅酸乙酯的摩尔比为1.5:1，lioh的浓度为0.00075mol/l。
51.实施例4
52.与实施例1的区别在于，水热反应的温度为120℃。
53.实施例5
54.与实施例1的区别在于，水热反应的温度为140℃。
55.实施例6
56.与实施例1的区别在于，水热反应的温度为90℃。
57.实施例7
58.与实施例1的区别在于，水热反应的温度为150℃。
59.实施例8
60.与实施例1的区别在于，水热反应的时间为60h。
61.实施例9
62.与实施例1的区别在于，水热反应的时间为30h。
63.实施例10
64.与实施例1的区别在于，水热反应的时间为20h。
65.实施例11
66.与实施例1的区别在于，水热反应的时间为100h。
67.实施例12
68.与实施例1的区别在于，将sio换为0.1g平均粒径为5μm si材料，将氯化铁换为过硫酸铵，并将吡咯换为苯胺。最后，离心洗涤后得到的聚苯胺、li2sio3双层包覆的si材料(即硅基负极材料)。
69.实施例13
70.与实施例1的区别在于，将sio换为0.1g平均粒径为5μm硅碳材料(单质硅与石墨的质量比1:1的复合材料)，将氯化铁换为重铬酸钾，并将吡咯换为噻吩。最后，离心洗涤后得到的聚噻吩、li2sio3双层包覆的硅碳材料(即硅基负极材料)。
71.实施例14
72.与实施例一的区别在于，将sio材料换为0.1g平均粒径为5μm的硅铝合金(硅铝质量比为1:1)材料。
73.实施例15
74.将0.1g平均粒径为5μm的sio材料(即硅基主体材料)加入去离子水中，在400r/min的搅拌下缓慢加入正硅酸乙酯，加入完毕后，继续搅拌3h。之后将lioh加入溶液中，lioh和
正硅酸乙酯的摩尔比为2:1，lioh的浓度为0.001mol/l。搅拌均匀后转移至150ml水热釜里，分散液体积要占釜体积的60％，并在100℃下反应90h。然后离心后用水和乙醇洗涤，得到li2sio3包覆的硅基材料(即硅基负极材料)。
75.实施例16
76.与实施例1的区别在于，氯化铁和吡咯的浓度为0.000025mol/l。
77.实施例17
78.与实施例1的区别在于，氯化铁和吡咯的浓度为0.01275mol/l。
79.实施例18
80.与实施例1的区别在于，氯化铁和吡咯的浓度为0.00002mol/l。
81.实施例19
82.与实施例1的区别在于，氯化铁和吡咯的浓度为0.015mol/l。
83.实施例20
84.与实施例1的区别在于，将0.1g平均粒径为3μm的sio材料(即硅基主体材料)加入去离子水中。
85.实施例21
86.与实施例1的区别在于，将0.1g平均粒径为19.5μm的sio材料(即硅基主体材料)加入去离子水中。
87.实施例22
88.与实施例1的区别在于，将0.1g平均粒径为2μm的sio材料(即硅基主体材料)加入去离子水中。
89.实施例23
90.与实施例1的区别在于，将0.1g平均粒径为25μm的sio材料(即硅基主体材料)加入去离子水中。
91.实施例24
92.与实施例1的区别在于，lioh和正硅酸乙酯的摩尔比为1:1，lioh的浓度为0.0005mol/l。
93.实施例25
94.与实施例1的区别在于，lioh和正硅酸乙酯的摩尔比为3:1，lioh的浓度为0.002mol/l。
95.对比例1
96.本对比例采用没有经过任何包覆处理的平均粒径为5μm的sio材料。
97.对比例2
98.将0.1g平均粒径为5μm的sio材料与0.02g平均粒径为1μm的li粉混合，并在氩气下球磨，得到si@li2sio3复合材料。接着将氯化铁溶解于90ml去离子水中形成0.0067mol/l的溶液，搅拌(速度为400r/min)并加入0.1gli2sio3包覆的硅基材料。再在溶液中加入吡咯，其中吡咯浓度为0.0067mol/l，并持续搅拌。最后，离心洗涤后得到聚吡咯包覆的si@li2sio3复合材料。
99.根据上述实施例和对比例的方法制得的硅基负极材料的平均粒径、第一包覆层的平均厚度和第二包覆层的平均厚度如表1所示。
100.表1
[0101][0102]
[0103]
性能测试
[0104]
将各实施例和对比例制备得到的材料采用cr2032型扣式电池进行测试电化学性能，其中一个电极为制备得到的双层包覆硅基材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯的混合物(质量比70:15:15)，另一个电极为金属锂片，电解液为1mol/l的lipf6溶解于ec/dmc/emc(体积比1:1:1)的溶剂中。恒流充放电电压范围为0.01～3v。
[0105]
1)首次放电克容量及首次库伦效率测试：
[0106]
扣式电池组装完毕后，
①
放电：0.1a/g恒流放至0.01v，放电比容量记为q1；
②
充电：0.1a/g恒流充至3v，充电比容量记为q2；首次库伦效率简写为ice，ice＝q2/q1。
[0107]
2)循环性能测试：
[0108]
①
放电：0.1a/g恒流放至0.01v，间隔10min；
②
充电：0.1a/g恒流充至3v，间隔10min；
③
重复
“①
，
②”
100圈。第100周的放电容量为q100。
[0109]
3)倍率性能测试：
[0110]
①
0.1a/g恒流放至0.01v，间隔10min后再0.1a/g恒流充至3v；
②
重复
“①”
10圈；
③
将
“①
，
②”
中电流密度提升至0.2、0.5和1a/g，其中0.1、0.2、0.5和1a/g对应的放电容量分别为q6、q16、q26和q36。
[0111]
上述实施例和对比例的性能测试结果如表2所示。
[0112]
表2
[0113][0114]
从实施例15和对比例1可以看出，当在硅基主体材料上包覆第一包覆层20时，由于第一包覆层20包含偏硅酸锂，能够在电池循环过程中限制硅基主体材料的体积膨胀，从而提高了硅基负极材料的循环性能。从实施例1、12
‑
14可以看出，当在硅基主体材料上包覆第一包覆层20和第二包覆层30时，由于第二包覆层30包含导电聚合物，导电聚合物具有良好的韧性，能够进一步地限制硅基主体材料在循环过程中的体积膨胀，并且能够降低sei膜的厚度，从而减少循环过程中电解液的消耗，提升了硅基负极材料的循环性能。
[0115]
从实施例1
‑
3和实施例24
‑
25可以看出，第一包覆层20中的li2sio3的含量越高，硅基负极材料的循环性能越好；从实施例4
‑
11可以看出，选用合适的水热反应温度和反应时间，能够使得第一包覆层20更均匀地包覆在硅基主体材料上，从而提高了硅基负极材料的循环性能；从实施例16
‑
19可以看出，通过控制加入聚合物单体的量来控制第二包覆层30包覆的完整度和第二包覆层30的厚度，使第二包覆层30能够有效抑制硅基负极材料体积变化和降低sei膜厚度，从而提升硅基负极材料的循环性能；从实施例20
‑
23可以看出，通过选用粒径范围合适的硅基主体材料，能使包覆之后的硅基负极材料具有较大的比表面积，并且能够减小循环过程中的极化作用，能有效提高硅基负极材料的循环性能。从以上的描述中，可以看出，本技术上述的实施例实现了如下技术效果：
[0116]
本技术在硅基主体材料表面包覆包含偏硅酸锂的第一包覆层，偏硅酸锂作为刚性
较高的材料，可以有效限制硅基主体材料在充电时的体积膨胀，使硅基负极材料整体上在循环过程中体积变化程度大大减小，这样一方面避免充放电过程中硅基负极材料发生的巨大体积膨胀和收缩导致活性材料粉化脱落的问题，另一方面可以缓解反复的膨胀/收缩使得硅基负极材料表面的sei膜破碎，暴露出与电解液接触的新界面，导致sei膜反复大量生成，消耗电解液的同时大大增加了电池的内阻，最终导致电池容量严重下降的问题。此外，偏硅酸锂和硅基主体材料之间有较好的兼容性，其在起到优良锂离子通道的作用的同时，不会与电解液或与硅基主体材料发生化学反应，因此确保了硅基负极材料的使用稳定性。综上，本技术的硅基负极材料解决了现有技术中硅基材料在充放电过程中体积大幅变化的问题，进而有效提升了硅基负极材料循环性能。
[0117]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。