负极材料及其制备方法、负极极片、电化学装置和电子装置与流程

1.本发明涉及电化学技术领域，具体的，涉及负极材料及其制备方法、负极极片、电化学装置和电子装置。


背景技术：

2.锂离子电池技术革新的一个方向就是不断提升能量密度。目前主流的石墨材料实际容量已接近理论容量(372mah/g)，在提升能量密度方面已存在瓶颈。而硅基负极材料因具有丰富的储备、超高的理论容量(4200mah/g)、环境友好等优点而备受关注和研究。但是硅基负极材料在循环过程中存在的体积膨胀问题(300％以上)严重影响了硅基负极材料产业化应用的进程。
3.目前，解决硅材料循环过程中体积变化大(120％至300％)和导电性差(＜0.01s/cm)的主要方法是硅材料纳米化、硅材料与石墨或其他材料(金属或非金属)复合以及表面包覆等，但均存在一定缺陷，如纳米材料比表面积大，会消耗更多的电解液形成sei膜，造成首次库伦效率偏低，且制备困难，价格较高；碳包覆导电性改善并不明显，无法解决循环过程中膨胀导致的电接触失效；而与其他材料复合要依赖粘结剂，会造成倍率性降低。
4.因而，目前锂离子电池相关技术仍有待改进。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种可以有效改善负极材料的导电性和离子传输性能，从而可以有效提升采用该负极材料的电化学装置的循环性能和动力学性能的负极材料及其制备方法、负极极片、电化学装置和电子装置。
6.在本发明的一个方面，本发明提供了一种负极材料。根据本发明的实施例，该负极材料包括：芯，所述芯包括：多孔碳材料；含硅化合物si-m-c，所述含硅化合物si-m-c负载在所述多孔碳材料的孔中，其中，m为b、n、o、al中的一种或多种；导电碳层，所述导电碳层位于所述芯的表面上。该负极材料具有较高的导电率和克容量，采用该负极材料的电化学装置具有长循环、低膨胀的使用效果，并且该负极材料制备方法简单，材料来源广泛且价格较低，可实现低成本产业化。
7.根据本发明的实施例，所述多孔碳材料的x射线衍射图谱中有石墨化碳结晶峰。
8.根据本发明的实施例，所述石墨化碳结晶峰的2θ为26.0
°
至27.0
°
。
9.根据本发明的实施例，所述多孔碳材料包括人造石墨、天然石墨或其组合。
10.根据本发明的实施例，所述多孔碳材料中孔体积的占比为5％至60％。
11.根据本发明的实施例，所述多孔碳材料中孔的平均孔径为100nm至3μm。
12.根据本发明的实施例，所述含硅化合物si-m-c的固体核磁图谱中，硅的位移包括-5ppm
±
5ppm、-35ppm
±
5ppm、-75ppm
±
5ppm、-110ppm
±
5ppm，且-5ppm
±
5ppm处的半峰宽k满足：7ppm＜k＜28ppm。
13.根据本发明的实施例，所述含硅化合物si-m-c的平均粒径为2.0μm至8.0μm。
14.根据本发明的实施例，基于所述负极材料的重量，所述含硅化合物si-m-c的含量为5wt％至80wt％。
15.根据本发明的实施例，所述导电碳层的材料包括裂解碳材料、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、碳纳米颗粒、碳纤维和石墨烯中的至少一种。
16.根据本发明的实施例，基于所述负极材料的重量，所述导电碳层的含量为0.05wt％至10wt％。
17.根据本发明的实施例，所述负极材料的平均粒径为3μm至30μm。
18.在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前面所述的负极材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将硅源溶解在有机溶剂中，得到第一混合物；将多孔碳材料与所述第一混合物混合搅拌，然后加热去除溶剂，并将得到的产物烘干，得到烘干产物；将所述烘干产物进行高温裂解，得到si-m-c@多孔碳材料；在所述si-m-c@多孔碳材料的表面上形成导电碳层，得到负极材料。通过该方法可以快速有效的制备得到前面所述的负极材料，步骤简单，操作容易，且成本较低，同时得到的负极材料具有较好的导电性和离子传输性能，进而能够提高采用该负极材料的电化学装置的循环性能和动力学性能。且该方法中进一步选择有机硅源并将其与多孔石墨复合，获得了具有长循环、低膨胀的负极材料，适用于锂离子电池，并且实现低成本产业化。
19.在本发明的又一方面，本发明提供了一种负极极片。根据本发明的实施例，该负极极片包括前面所述的负极材料，其中，含有所述负极材料的负极材料层与集流体之间的剥离强度大于10n/m。负极极片具有较高的导电率，用于电化学装置时，可以使其具有长循环、低膨胀的效果，可实现低成本产业化。
20.在本发明的再一方面，本发明提供了一种电化学装置。根据本发明的实施例，该电化学装置包括：正极极片；前面所述的负极极片；隔离膜，所述隔离膜设在所述正极极片和所述负极极片之间；以及电解液。该电化学装置具有较高的能量密度，同时循环性能和倍率性能较佳。
21.在本发明的另一方面，本发明提供了一种电子装置。根据本发明的实施例，该电子装置包括前面所述的电化学装置。该电子装置具有前面所述的电化学装置的所有特征和优点，在此不再一一详述。
附图说明
22.图1是根据本发明实施例的负极材料的结构示意图。
23.图2是根据本发明实施例的制备负极材料的方法。
24.图3是本发明实施例中采用的多孔石墨的sem照片。
25.图4是本发明实施例1中得到的负极材料的sem照片。
26.图5是本发明实施例1的负极材料的固体核磁谱图。
27.图6是本发明实施例1中的多孔碳材料的xrd测试谱图。
具体实施方式
28.下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发
明，而不能理解为对本发明的限制。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。
29.在本发明的一个方面，本发明提供了一种负极材料。根据本发明的实施例，参照图1，该负极材料包括：芯，所述芯包括：多孔碳材料2；含硅化合物si-m-c 4，所述含硅化合物si-m-c 4负载在所述多孔碳材料2的孔3中，其中，m为b、n、o、al中的一种或多种；导电碳层1，所述导电碳层1位于所述芯的表面上(图1中以导电碳层1完全包裹芯为例说明)。该负极材料具有较高的导电率和克容量，采用该负极材料的电化学装置具有长循环、低膨胀的使用效果，并且该负极材料制备方法简单，材料来源广泛且价格较低，可实现低成本产业化。
30.根据本发明的实施例，所述多孔碳材料的x射线衍射图谱中有石墨化碳结晶峰。一些具体实施例中，所述石墨化碳结晶峰的2θ为26.0
°‑
27.0
°
(具体如26.0
°
、26.1
°
、26.2
°
、26.3
°
、26.4
°
、26.5
°
、26.6
°
、26.7
°
、26.8
°
、26.9
°
、27.0
°
等)。
31.根据本发明的实施例，该负极材料中的多孔碳材料可以为多孔石墨材料，具体可以包括人造石墨、天然石墨或其组合。多孔石墨的孔洞可以构成三维导电网络，可以改善含硅化合物si-m-c在各个方向的导电性，同时孔结构给离子扩散提供了更多的通道，改善了含硅化合物si-m-c材料的离子扩散性能，进而使得负极材料具有更好的导电性。
32.根据本发明的实施例，所述多孔碳材料中孔体积的占比为5％至60％(具体如5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％等)。在该范围内，多孔碳材料改善结构稳定性和导电性的效果均较好。当多孔碳材料的孔体积的占比较小时，有较多的含硅化合物si-m-c无法进入到多孔碳材料的孔隙中，最终有部分含硅化合物si-m-c在多孔碳材料表面上，导电性仍较差，用于电化学装置时，容易直接与电解液接触，导致循环性能、膨胀和倍率性能恶化；而当多孔碳材料的孔体积的占比较大时，此时多孔碳材料结构不稳定，且比表面积大，用于电化学装置时，容易和电解液接触反应导致结构破坏，从而引起循环性能、膨胀和倍率性能恶化。
33.根据本发明的实施例，所述多孔碳材料中孔的平均孔径可以为100nm至3μm(具体如100nm、500nm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm等)。具体的，当多孔碳材料的孔径增大时，有利于含硅化合物si-m-c的形成原料进入孔隙中，形成si-m-c，si-m-c的分散也更加均匀，利于提升采用该负极材料的电化学装置的循环性能，降低膨胀和改善倍率性能；但当孔隙太小时，不利于含硅化合物si-m-c的进入，而孔隙太大时，则多孔碳材料结构不稳定，且比表面积大，均会恶化采用该负极材料的电化学装置的循环、膨胀和倍率性能。而在上述孔径范围内，既能够保证结构的稳定性，且含硅化合物si-m-c也可以顺利的进入孔隙中。
34.根据本发明的实施例，所述含硅化合物si-m-c的固体核磁(snmr)图谱中，硅的位移包括-5ppm
±
5ppm、-35ppm
±
5ppm、-75ppm
±
5ppm、-110ppm
±
5ppm，且-5ppm
±
5ppm处的半峰宽k满足：7ppm＜k＜28ppm。
35.根据本发明的实施例，所述含硅化合物si-m-c的平均粒径可以为2.0μm至8.0μm(具体如2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm等)。如果平均粒径＜2μm，颗粒过小，比表面积(bet)过大，与电解液发生副反应面积增大，导致循环过程副产物增加，引起循环和膨胀恶化；如果平均粒径＞8μm，颗粒过大，应用于锂离子电池时锂离子在硅颗粒内部的扩散路径增大，可能引起动力学恶化。而在上述粒径范围内，既能够提供合适的表面积又具有合适的
扩散路径。
36.根据本发明的实施例，基于所述负极材料的重量，所述含硅化合物si-m-c的含量为5wt％至80wt％，具体如5wt％、10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％等。具体的，当含硅化合物si-m-c含量增加，利于负极材料的克容量提升，但过多会导致负极材料电导率有所降低，可能是因为多孔碳材料内层孔洞无法完全容纳si-m-c材料，仍有部分si-m-c导电性较差，而未进入内层孔洞的si-m-c材料容易直接与电解液接触，导致采用该负极材料的电化学装置的循环性能、膨胀和倍率性能恶化。而在上述含量范围内，既能够有效改善导电性，且克容量较高。
37.根据本发明的实施例，所述导电碳层的材料可以包括裂解碳材料、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、碳纳米颗粒、碳纤维和石墨烯中的至少一种。由此，可以有效阻隔电解液与孔内碳材料和si-m-c材料的直接接触，进而有效保持循环过程中导电网络的稳定性。
38.根据本发明的实施例，，基于所述负极材料的重量，所述导电碳层的含量为0.05wt％至10wt％，具体如0.05wt％、0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％、8wt％、8.5wt％、9wt％、9.5wt％、10wt％等。导电碳含量提升，可提升材料导电性，且对si-m-c@多孔碳材料有较好的保护作用，但碳含量过多，会降低负极材料的克容量，且不利于锂离子的嵌入和脱出，最终导致循环性能和倍率性能的恶化。在上述含量范围内，可以兼顾导电性和克容量，使两者均较好。
39.根据本发明的实施例，所述负极材料的平均粒径为3μm至30μm(具体如3μm、5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm、28μm、30μm等)。如果平均粒径＜3μm，颗粒过小，比表面积(bet)过大，与电解液发生副反应面积增大，导致循环过程副产物增加，引起循环和膨胀恶化；如果平均粒径＞30μm，颗粒过大，应用于锂离子电池时锂离子在硅颗粒内部的扩散路径增大，可能引起动力学恶化。而在上述粒径范围内，既能够提供合适的表面积又具有合适的扩散路径。在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前面所述的负极材料的方法。根据本发明的实施例，参照图2，该方法包括以下步骤：
40.s10：将硅源溶解在有机溶剂中，得到第一混合物。
41.根据本发明的实施例，该步骤中采用的硅源可以为有机硅，所述有机硅包括聚硅氧烷、聚碳硅烷、聚硅氮烷、聚碳硼烷甲基硅氧烷和聚硅硼氮烷中的至少一种，具体如聚二甲基硅氧烷((c2h6osi)n)、六甲基环三硅氮烷(c6h
21
n3si3)、聚碳硼烷甲基硅氧烷((c
10h34b10
o3si4)n)等等。由此，更利于si-m-c材料的生成，且原料来源广泛，成本较低。
42.根据本发明的实施例，所述有机溶剂可以为二甲苯、乙醇和丙酮中的一种或多种。由此，对于有机硅的溶解性较好，能够容易地将有机硅完全溶解，利于后续步骤的进行。
43.s20：将多孔碳材料与所述第一混合物混合搅拌，然后加热去除溶剂，并将得到的产物烘干，得到烘干产物。
44.具体的，该步骤中可以通过将多孔碳材料和第一混合物混合搅拌，以使得硅源完全浸渍到多孔碳材料中。一些具体实施例中，所述混合搅拌的时间可以为1h至8h，如1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h等。由此，既能够保证硅源完全浸渍到多孔碳材料的孔隙中，且耗时较短。
45.具体的，加热去除溶剂的温度可以为60℃至120℃，具体如60℃、70℃、80℃、90℃、
100℃、110℃、120℃等，具体可以边加热边搅拌，由此可以快速去除多余的溶剂。然后，可以将得到的产物放入60℃至150℃(如60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃等)烘箱干燥6h至48h(如6h、10h、12h、15h、18h、20h、24h、28h、30h、32h、36h、40h、44h、48h等)，得到烘干产物。
46.s30：将所述烘干产物进行高温裂解，得到si-m-c@多孔碳材料。
47.具体的，该步骤中高温裂解可以在管式炉中进行。具体的，所述高温裂解可以以n2或者ar作为保护气氛，具体的升温程序为：以1℃/min至10℃/min(如1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min等)的速度升温至400℃至700℃(如400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃等)，保温10min至90min(具体如10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min等)，然后以1℃/min至10℃/min(如1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min等)的速度升温至900℃至1500℃(具体如900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃等)保持0.5h至9h(如0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h等)。经过高温裂解，硅源发生相应的反应，生成si-m-c@多孔碳材料。具体的，当高温裂解温度提升，负极材料的克容量降低，导电性提升，循环性能和倍率性能提升，但膨胀相对恶化，而上述温度范围，可以平衡上述各方面性能，使其均达到较好的水平。
48.s40：在所述si-m-c@多孔碳材料的表面上形成导电碳层，得到负极材料。
49.具体的，该步骤中，所述形成导电碳层是通过固相包覆、液相包覆和气相包覆中的至少一种进行的。具体的固相包覆、液相包覆和气相包覆的步骤和参数可以参照常规工艺进行，在此不再一一赘述。
50.通过该方法可以快速有效的制备得到前面所述的负极材料，步骤简单，操作容易，且成本较低，同时得到的负极材料具有较好的导电性和离子传输性能，进而能够提高采用该负极材料的电化学装置的循环性能和动力学性能。且该方法中进一步选择有机硅源并将其与多孔石墨复合，获得了具有长循环、低膨胀的负极材料，适用于锂离子电池，并且实现低成本产业化。
51.在本发明的又一方面，本发明提供了一种负极极片。根据本发明的实施例，该负极极片包括前面所述的负极材料，其中，含有所述负极材料的负极材料层与集流体之间的剥离强度大于10n/m。该负极极片具有较高的导电率，用于电化学装置时，可以使其具有长循环、低膨胀的效果，可实现低成本产业化。
52.根据本发明的实施例，该负极极片具体可以包括：集流体；负极材料层，所述负极材料层设在所述集流体的至少一个表面上，由所述负极材料涂布形成；其中，所述负极材料层与所述集流体之间的剥离强度大于10n/m(具体如10n/m、11n/m、12n/m、13n/m、14n/m、15n/m等)。由此，负极材料不易脱落，且较强的结合力可以缓解负极材料的膨胀，使得采用该负极极片的电化学装置具有长循环、低膨胀的使用效果。
53.具体的，集流体可以为铜箔、铝箔等导电性较好的金属，而负极材料膜层可以通过将上述负极材料与溶剂混合制成浆料，并在集流体上涂覆浆料后干燥得到。进一步的，负极材料膜层中还可以添加粘结剂，使得到的负极材料膜层与集流体之间具有更大的结合力，提高其使用性能。
54.在本发明的再一方面，本发明提供了一种电化学装置。根据本发明的实施例，该电
化学装置包括：正极极片；前面所述的负极极片；隔离膜，所述隔离膜设在所述正极极片和所述负极极片之间；以及电解液。该电化学装置具有较高的能量密度，同时循环性能和倍率性能较佳。
55.可以理解，该电化学装置的具体种类没有特别限制，可以根据实际需要灵活选择。一些具体实施例中，该电化学装置可以为锂离子电池。当然，还可以理解，除了前面描述的结构和部件，该电化学装置还可以包括常规电化学装置必要的结构和部件，以锂离子电池为例，其还可以包括极耳、外壳和必要的连接线等，在此不再一一赘述。
56.在本发明的另一方面，本发明提供了一种电子装置。根据本发明的实施例，该电子装置包括前面所述的电化学装置。该电子装置具有前面所述的电化学装置的所有特征和优点，在此不再一一详述。
57.根据本发明的实施例，该电子装置的具体种类没有特别限制，例如包括但不限于手机、便携式计算机、平板电脑、可穿戴设备、游戏机、电动汽车等等。可以理解，除了前面的电化学装置，该电子装置还包括常规电子装置必要的结构和部件，以手机为例，其还可以包括外壳、中板、显示屏、触控屏、指纹识别模组、照相模组等等，具体可以参照常规技术设置，在此不再过多赘述。
58.下面详细描述本发明的实施例。
59.本发明下述实施例和对比例中的负极材料和锂离子电池制备过程如下：
60.负极材料制备方法：
61.1、将有机硅源溶解在二甲苯溶剂中，待完全溶解后将多孔石墨按一定比例加入其中，搅拌4h，使有机硅源溶液完全浸渍到多孔石墨孔洞层间，随后80℃搅拌加热去除溶剂，再将产物放入80℃烘箱干燥24h。
62.2、将烘干得到的产物放入管式炉中高温裂解，以n2或者ar为保护气氛，升温程序为：以1℃/min升温至500℃，保温30min，进一步以3℃/min升温至900℃至1500℃保持3h，高温裂解得到si-m-c@多孔石墨材料。
63.3、通过固相包覆、液相包覆、气相包覆等方法，在上述得到的si-m-c@多孔石墨材料表面形成导电碳层，得到负极材料。
64.锂离子电池制备方法：
65.将活性物质licoo2、导电炭黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)按重量比96.7：1.7：1.6在n-甲基吡咯烷酮溶剂体系中充分搅拌混合均匀后，涂覆于al箔上烘干、冷压，得到正极极片；以pe多孔聚合薄膜作为隔离膜；将各实施例中制备得到的负极材料涂覆在集流体上，得到负极极片；将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正极极片和负极极片之间起到隔离的作用，并卷绕得到裸电芯。将裸电芯置于外包装中，注入配好的电解液并封装，经过化成，脱气，切边等工艺流程得到全电芯。
66.实施例1～16和对比例1～10中的参数见下表1。
67.表1
68.69.[0070][0071]
注：表1中，实施例1-4的负极材料中含硅化合物的含量通过以下方式计算：
[0072]
实施例1：100g聚二甲基硅氧烷(分子式为(c2h6osi)n)，其全部转化为sioc(即si-m-c)的质量为(28 16 12)/(12
×
2 1
×
6 16 28)
×
100＝75.7g，则sioc的含量为75.7/(75.7 175 5)＝29.6％；
[0073]
实施例2-4：计算方法同实施例1，区别在于实施例2中si-m-c为sinc，实施例3中的si-m-c为si4bo3c4，实施例4中si-m-c为比例为1：1的sioc sinc。
[0074]
对上述各实施例和对比例中得到的锂离子电池的性能进行检测，具体检测方法如下：
[0075]
sem(扫描电镜)测试：扫描电镜表征由philipsxl-30型场发射扫描电子显微镜记录，在10kv,10ma条件下进行检测，多孔石墨的sem照片见图3，实施例1中得到的负极材料的sem照片见图4。
[0076]
固体核磁测试：
29
si固体核磁共振光谱测试在仪器avance iii 400wb宽腔固体核磁共振仪上进行，旋转速率8khz对应
29
si。实施例1中的负极材料的固体核磁谱图见图5。
[0077]
x射线衍射测试：称取样品1.0g至2.0g倒入玻璃样品架的凹槽内，并用玻璃片将其压实和磨平，采用x射线衍射仪(布鲁克，d8)按照jjs k 0131-1996《x射线衍射分析法通则》进行测试，测试电压设置40kv，电流为30ma，扫描角度范围为10
°
至85
°
，扫描步长为0.0167
°
，每个步长所设置的时间为0.24s，得到xrd衍射图案。实施例1中的多孔碳材料的xrd测试谱图见图6，从图中可以看出具有石墨结晶峰，2θ归属于26
°
至27
°
。
[0078]
粉末电导率：电阻率测试仪(苏州晶格电子st-2255a)，取5g粉末样品，用电子压力机恒压至5000kg
±
2kg，维持15s至25s，将样品置于测试仪电极间，粉压片后的面积s＝3.14cm2，根据公式δ＝h/(s*r)/1000计算得到粉末电子电导率，单位为s/m，上述公式中，h(cm)为样品高度，u为两端电压，r(kω)为电阻。
[0079]
高温循环测试：测试温度为45℃，以0.7c恒流充电到4.4v，恒压充电到0.025c，静置5分钟后以0.5c放电到3.0v。以此步得到的容量为初始容量，进行0.7c充电/0.5c放电进行循环测试，以每一步的容量与初始容量做比值，得到容量衰减曲线。
[0080]
电芯满充膨胀率测试：用螺旋千分尺测试半充时新鲜电芯的厚度，循环至400cls时，电芯处于满充状态下，再用螺旋千分尺测试此时电芯的厚度，与初始半充时新鲜电芯的厚度对比，即可得此时满充电芯膨胀率。
[0081]
放电倍率测试：在25℃下，以0.2c放电到3.0v，静置5min，以0.5c充电到4.4v，恒压充电到0.05c后静置5分钟，调整放电倍率，分别以0.2c，0.5c，1c，1.5c，2.0c进行放电测试，分别得到放电容量，以每个倍率下得到的容量与0.2c得到的容量对比，得到比值，通过比较该比值比较倍率性能。
[0082]
各实施例和对比例的性能检测数据见表2。
[0083]
表2
[0084][0085][0086]
实施例1至实施例4对比说明，不同有机硅源对材料的导电率、克容量，对电芯的循
环性能、电芯膨胀、倍率性能影响小。
[0087]
实施例1、实施例6和对比例1、对比例2对比说明，当有机硅源含量增加，负极材料的克容量提升，粉末电导率有所降低。对比例1由于克容量低，未做全电芯测试。有机硅源增加，多孔石墨内层孔洞无法完全容纳si-m-c材料，仍有部分si-m-c导电性较差，而且容易直接与电解液接触，导致循环性能、膨胀和倍率性能恶化。
[0088]
实施例1、实施例6、实施例7和对比例3、对比例4对比说明，当多孔石墨的孔隙较少时，有较多的有机硅源无法进入到石墨的孔隙中，最终有部分si-m-c在石墨表面上，这部分si-m-c导电性仍较差，且容易直接与电解液接触，导致循环性能、膨胀和倍率性能恶化。当石墨的孔隙占比大时，此时石墨导电骨架不稳定，且比表面积大，容易和电解液接触反应导致结构破坏，从而引起循环性能、膨胀和倍率性能恶化。
[0089]
实施例1、实施例8、实施例9和对比例5、对比例6对比说明，当多孔石墨的孔径增大时，有利于有机硅源进入孔隙中，形成si-m-c，si-m-c的分散也更加均匀，提升循环性能，降低电芯膨胀和改善倍率性能。但当孔隙太小(＜300nm)时，不利于有机硅源的进入；当孔隙太大，则导电石墨骨架结构不稳定，切比表面积大，均会恶化循环、膨胀和倍率性能。
[0090]
实施例1、实施例10、实施例11、实施例12和对比例7、对比例8对比说，当烧结温度提升，此时负极材料的克容量降低，导电性提升，循环性能和倍率性能提升，但膨胀恶化。
[0091]
实施例1、实施例15、实施例16对比说明，有机裂解碳、单壁碳纳米管和石墨烯等导电碳层，均可提升负极材料的导电性，提升负极材料使用性能。
[0092]
实施例1、实施例13、实施例14和对比例9、对比例10对比说明，导电碳含量提升，可提升负极材料导电性，且对负极材料有较好的保护作用。但碳含量提升，降低负极材料克容量，且不利于锂离子的嵌入和脱出，含量过高则最终导致循环性能和倍率性能的恶化。
[0093]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0094]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。