本技術(shù)涉及負極材料，具體地講，涉及一種負極材料及其制備方法、電池。

背景技術(shù)：

1、電動化的新能源汽車是汽車市場未來發(fā)展方向，其核心部件是鋰離子電池。隨著市場發(fā)展，對高容量密度的電池需要越來越高，采用新型高比容正負極材料是提高電池的能量密度的重要方法之一。

2、硅基負極材料被認為是下一代的負極材料，其超高的理論比容量(4200mah/g)和較低的脫鋰電位(<0.5v)，且硅的電壓平臺略高于石墨，在充電時難引起表面析鋰，安全性能更好等優(yōu)點使其備受好評。但是硅負極在循環(huán)過程中存在劇烈的體積膨脹效應，導致材料粉化、破碎，電池的循環(huán)衰減很快。

3、目前，常將硅基材料與碳材料進行復合，但是現(xiàn)有的復合方式往往是簡單的混合，缺乏對硅基材料與碳材料的合理搭配，已經(jīng)無法滿足市場對于獲取高壓實密度、良好循環(huán)性能的負極材料的需求，需要對多種因素協(xié)同起來的作用機理進行探究，開發(fā)出滿足市場需求的復合負極材料。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提出一種負極材料及其制備方法、電池，能提高負極材料的壓實密度，使得負極材料具備良好循環(huán)性能。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種所述負極材料包括硅基活性物質(zhì)和碳材料，所述負極材料的吸油值為o?ml/100g，比表面積為s?m2/g，振實密度為t?g/cm3，所述負極材料的可壓實度為y，y＝t/(0.01*o*s)，0.6＜y＜3.0。

3、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)包括單質(zhì)硅、硅氧化物和硅合金中的至少一種。

4、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)還包括摻雜金屬m，m選自li、mg、al、fe、la、zn、ti、cu和mn中的至少一種。

5、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)還包括摻雜金屬m，m為mg和/或li。

6、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)包括硅氧化物，所述硅氧化物的通式為siox，0.5≤x＜2。

7、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)的中值粒徑為1.0μm～10.0μm。

8、在一些實施方式中，所述碳材料包括石墨、石墨烯、無定型碳、碳納米管和碳纖維中的至少一種。

9、在一些實施方式中，所述碳材料含有氧元素。

10、在一些實施方式中，所述負極材料的振實密度為t?g/cm3，t＞0.90。

11、在一些實施方式中，所述負極材料的吸油值為o?ml/100g，o＜57.0。

12、在一些實施方式中，所述負極材料的比表面積為s?m2/g，s＜3.50。

13、在一些實施方式中，所述負極材料的ph為6～12。

14、在一些實施方式中，所述負極材料的粒徑滿足：2.5≤d10≤8.5μm，12.0≤d90≤28.0μm。

15、在一些實施方式中，所述負極材料的含水量≤0.5wt％。

16、在一些實施方式中，所述負極材料中的si元素的質(zhì)量含量為0.5％～25％。

17、在一些實施方式中，在所述負極材料中，所述硅基活性物質(zhì)與所述碳材料以顆粒的形式相互分散。

18、在一些實施方式中，所述負極材料的可壓實度為y，0.6＜y≤1.1。

19、在一些實施方式中，所述負極材料的可壓實度為y，1.1＜y＜3.0。

20、第二方面，本技術(shù)提供一種負極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

21、制備含硅基活性物質(zhì)與陽離子型表面活性劑的第一混合液、含碳材料與陰離子型表面活性劑的第二混合液；

22、將第一混合液與第二混合液進行逐滴混合，干燥得到復合物；

23、抽真空后，通入非聚合性氣體對復合物進行表面修飾處理，再通入聚合性氣體進行等離子體反應，得到前驅(qū)體；

24、將前驅(qū)體進行碳化處理，得到負極材料，所述負極材料的可壓實度為y，0.6＜y＜3.0。

25、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)與陽離子型表面活性劑的質(zhì)量比為(12～33)：1。

26、在一些實施方式中，所述陽離子型表面活性劑包括聚二烯丙基二甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基磷酸酯取代胺、十二烷基吡啶氯化銨和聚乙烯基吡啶季銨鹽中的至少一種。

27、在一些實施方式中，所述碳材料與陰離子型表面活性劑的質(zhì)量比為(12～33)：1。

28、在一些實施方式中，所述陰離子型表面活性劑包括十二烷基硫酸銨、十二烷基硫酸鈉、十六烷基硫酸鈉、十八烷基硫酸鈉、二辛基琥珀酸磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種。

29、在一些實施方式中，所述第一混合液、所述第二混合液包括溶劑，所述溶劑包括水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、石油醚、四氫呋喃、乙酸乙酯、n，n-二甲基乙酰胺、n，n-二甲基甲酰胺和正己烷中的至少一種。

30、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)包括單質(zhì)硅、硅氧化物和硅合金中的至少一種。

31、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)還包括摻雜金屬m，m選自li、mg、al、fe、la、zn、ti、cu和mn中的至少一種。

32、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)還包括摻雜金屬m，m為mg和/或li。

33、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)包括硅氧化物siox，0.5≤x＜2。

34、在一些實施方式中，所述硅基活性物質(zhì)的中值粒徑為1.0μm～10.0μm。

35、在一些實施方式中，所述碳材料包括石墨、石墨烯、無定型碳、碳納米管和碳纖維中的至少一種。

36、在一些實施方式中，所述碳材料含有氧元素。

37、在一些實施方式中，所述復合物的進料速率為10g/min～20g/min。

38、在一些實施方式中，所述表面修飾處理的溫度為50～200℃。

39、在一些實施方式中，所述表面修飾處理的氣壓范圍為50pa～150pa。

40、在一些實施方式中，所述表面修飾處理的時間為10min～30min。

41、在一些實施方式中，所述非聚合性氣體包括氬氣、氮氣、氫氣中的至少一種。

42、在一些實施方式中，所述等離子體反應的溫度為50～200℃。

43、在一些實施方式中，所述等離子體反應的氣壓范圍為50pa～150pa。

44、在一些實施方式中，所述等離子體反應的時間為20min～60min。

45、在一些實施方式中，所述聚合性氣體包括苯乙烯、環(huán)己胺、丙烯胺、甲基丙烯酸酯中的至少一種。

46、在一些實施方式中，所述碳化處理的溫度500℃～700℃。

47、在一些實施方式中，所述碳化處理的時間為1h～20h。

48、在一些實施方式中，所述碳化處理在保護性氣氛下進行。

49、在一些實施方式中，所述碳化處理在保護性氣氛下進行，所述保護性氣氛包括氮氣、氬氣、氖氣、氪氣及氦氣中的至少一種。

50、第三方面，本技術(shù)提供一種電池，包括第一方面所述的負極材料或根據(jù)第二方面制備得到的負極材料。

51、本技術(shù)的技術(shù)方案至少具有以下有益的效果：

52、首先，本技術(shù)提供的負極材料，所述負極材料包括硅基活性物質(zhì)和碳材料，負極材料的吸油值為o?ml/100g，比表面積為s?m2/g，振實密度為t?g/cm3，負極材料的可壓實度為y＝t/(0.01*o*s)，0.6＜y＜3.0。負極材料的振實密度能夠體現(xiàn)負極材料顆粒之間的鋰離子遷移速率以及摩擦情況，鋰離子的遷移還需要借助電解液的浸潤能力，負極材料能夠吸收電解液的量與負極材料吸油值有關(guān)系。在本技術(shù)中，控制負極材料的比表面積、吸油值與振實密度之間的平衡，使得負極材料的可壓實度控制在上述范圍內(nèi)，能夠充分借助電解液的浸潤能力來提高鋰離子的傳輸效率，并且控制負極材料的振實密度，能夠保障硅基活性物質(zhì)與碳材料的緊密結(jié)合，能夠有利于抑制硅基活性物質(zhì)的體積膨脹，從而使得制成的負極極片具備合適的壓實密度，使得負極極片兼具良好的循環(huán)性能以及優(yōu)異的倍率性能。

53、本技術(shù)提供的負極材料的制備方法，將含硅基活性物質(zhì)與陽離子型表面活性劑的第一混合液、含碳材料與陰離子型表面活性劑的第二混合液進行逐滴混合，其中，硅基活性物質(zhì)在陽離子型表面活性劑的作用帶有正電荷，使其在第一混合液中達到優(yōu)異的分散效果；碳材料在陰離子型表面活性劑的作用下帶有負電荷，通過靜電排斥作用達到更好的分散效果；當將兩種混合液逐滴混合時，帶正電荷的硅基活性物質(zhì)和帶負電荷的碳材料在靜電吸引力作用下相互結(jié)合，有效實現(xiàn)二者緊密結(jié)合的堆積，復合后的顆粒也能夠保持的高度的分散，從而有助于提高負極材料的振實密度；接著，抽真空后，通入非聚合性氣體對復合物進行表面修飾處理，再通入聚合性氣體繼續(xù)等離子體反應，得到前驅(qū)體；表面修飾處理后的復合物顆粒表面具有活性基團，在聚合性氣體在等離子體反應過程中，可以使得復合物的顆粒表面的活性基團能夠與聚合性氣體分子結(jié)合，在顆粒表面形成緊密結(jié)合的聚合物修飾層，聚合物修飾層碳化后發(fā)生結(jié)構(gòu)裂解、重整，有效修飾材料表面缺陷，負極材料表面缺陷減少，使得負極材料的吸油值、比表面積均下降，使得最終得到的負極材料的可壓實度能夠控制0.6～3.0范圍內(nèi)，使得制成的負極極片具備合適的壓實密度，使得負極極片兼具良好的循環(huán)性能以及優(yōu)異的倍率性能。