CN113745519A - 一种具有人工sei膜的硅基负极材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有人工SEI膜的硅基负极材料及其制备方法和应用，所述硅基负极材料包括硅基材料和包覆在硅基材料表面的琼脂糖，所述制备方法包括：将硅基材料和琼脂糖混合后加热，然后进行干燥，得到硅基负极材料。本发明制得的硅基负极材料中硅基材料和琼脂糖结合性好，琼脂糖中非极性键提高了离子电导率，极性基团抑制了锂枝晶的生长，降低了首次充放电消耗的锂离子，因此，本发明提供的硅基负极材料能够降低电池的不可逆容量，提高电池首次库伦效率和循环稳定性。

Description

一种具有人工SEI膜的硅基负极材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种具有人工SEI膜的硅基负极材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着电子产品和电动汽车市场的不断扩大，人们对电池也提出了更高的要求，能量密度是确定电池续航能力的关键指标，其中，负极是电池材料的重要成分之一，其可逆容量直接影响电池的能量密度。目前，石墨作为锂离子电池中常用的负极材料，其理论克容量仅为372mAh/g，而市场上的高端石墨材料已经可达到360-365mAh/g，因此相应锂离子电池能量密度的提升空间已相当有限。
硅基材料具有高的理论克容量和低的脱锂电位，并且其环境友好、储量丰富、成本较低，一直受到广泛的关注。然而，硅基材料在首次充放电过程中，会在负极表面形成SEI膜，消耗活性锂，另外，硅基材料在脱嵌锂过程中体积膨胀巨大，会使SEI膜破裂生长，这将导致更多活性锂损失，从而大大降低电池可逆容量。因此，大量工作者对硅基材料进行处理，试图解决硅基材料在充放电过程中的活性锂损失的问题。
CN110190245B公开了一种人工SEI膜制备方法，其在负极浆料直接加入了0.5-5％的稳定锂盐，用作负极极片的涂布层。该方法简单易行，可以降低SEI膜消耗的锂离子，但在循环过程中，这种人工SEI膜受到负极膨胀容易破裂，降低硅基材料的循环稳定性。
CN110178252A公开了一种二次电池预锂化方法，其采用短路法进行硅基材料预锂化，能够减少电池充放电过程中锂的损耗，但其处理后得到的预锂化层多为锂硅合金或锂硅酸盐，其韧性较差，在充放电过程中会随着硅材料体积膨胀而破裂，降低硅基材料的电化学性能。
CN105845894B公开了一种锂离子电池负极极片进行预锂化的方法，其采用电化学方法进行硅基材料预锂化，弥补SEI膜形成过程中锂离子的消耗，但是其在硅基材料表面形成密脆性层，不利于材料的循环稳定性；同时，本方法在预锂化的过程中使用了金属锂，存在较大的安全隐患，不利于大规模生产使用。
以上报道的这些硅基负极材料在充放电过程中均存在硅基材料膨胀导致的SEI膜破裂和活性锂损失的问题，进一步影响了电池的可逆容量、首次库伦效率和循环稳定性。因此，如何解决上述问题，制备出电化学性能更好的硅基负极材料已成为目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种具有人工SEI膜的硅基负极材料及其制备方法和应用。本发明在硅基材料表面包覆琼脂糖，构建人工SEI膜，可以降低首次充放电消耗的锂离子，保障人工SEI膜在膨胀过程中不破裂。同时，有利于提高离子电导率，抑制Li枝晶的生长，进一步提高电池的首次可逆容量、首次库伦效率和循环稳定性。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种硅基负极材料，尤其提供了一种具有人工SEI膜的硅基负极材料，该硅基负极材料包括硅基材料和包覆在硅基材料表面的琼脂糖。
本发明采用具有良好柔韧性的琼脂糖包覆在硅基材料表面，起到一层人工SEI膜的作用，其在EC、DMC等有机溶剂中不溶解，能够缓解硅基材料在循环过程中的体积膨胀，提高人工SEI膜的稳定性。同时，琼脂糖中含有非极性键(-O-)和大量极性基团(-OH)，其中非极性键(-O-)有利于提高离子电导率，极性基团能够有效地抑制锂枝晶的生长以及金属锂与电解质之间的副反应。
本发明的硅基负极材料能够降低电池的不可逆容量，提高电池首次库伦效率和循环稳定性。
作为本发明所述硅基负极材料的一个优选技术方案，所述琼脂糖为羧基化琼脂糖。
羧基化琼脂糖含有的极性基团羧基能够抑制锂枝晶的生长和金属锂与电解质之间的副反应，提升电池的安全性能。同时，羧基化琼脂糖作为一种含有含羧基、羟基和醚键的线性多聚物，分子之间可以形成强作用力，具有良好柔韧性，其包覆在硅基材料的表面作为硅基材料膨胀的缓冲层，保证了电化学循环过程中硅基负极材料的稳定性。
优选地，所述硅基材料的表面带有能与羧基键合的基团，例如可以是羟基。
优选地，所述能与羧基键合的基团为羟基。
羧基化琼脂糖中的羧基能够和硅基材料表面的基团(例如羟基)形成化学键，从而使两者结合力大大提高，在脱嵌锂过程中人工SEI膜不会脱落，解决氧化亚硅负极在循环过程中SEI膜破裂生长的难题。
优选地，所述琼脂糖的厚度为1-20nm，例如可以是1nm、2nm、4nm、8nm、10nm、12nm、15nm、18nm或20nm。
优选地，所述硅基材料包括硅碳材料和/或硅氧材料，例如可以是硅碳材料、硅氧材料或硅碳材料和硅氧材料。
优选地，所述硅基材料为碳包覆的氧化亚硅。
优选地，所述碳包覆的氧化亚硅包括氧化亚硅内核和包覆在所述氧化亚硅内核表面的碳层。
优选地，所述碳层的厚度为1-15nm，例如可以是1nm、2nm、4nm、8nm、10nm、12nm或15nm。
本发明中，采用碳包覆的氧化亚硅作为硅基材料能够进一步提高硅基材料的循环性能，同时，氧化亚硅环境友好、储量丰富、成本较低，是一种性能优异的硅基负极材料。
优选地，以所述硅基负极材料的质量为100％计，所述琼脂糖的含量为0.2-5％，例如可以是0.2％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％，优选为0.5-3％。
优选地，以所述硅基负极材料的质量为100％计，所述硅基材料的含量为90-99％，例如可以是90％、90.5％、91％、92％、93％、95％、97％、98.5％或99％，优选为93-98％。
优选地，所述硅基负极材料包括碳包覆的氧化亚硅和包覆所述碳包覆的氧化亚硅表面的琼脂糖。
优选地，以所述硅基负极材料的质量为100％计，氧化亚硅、碳层和琼脂糖的含量之比为(95-98):(0.5-3):(0.2-3)，其中，氧化亚硅的选择范围95-98例如可以是95、95.5、96、96.5、97、97.5或98，碳层的选择范围0.5-3例如可以是0.5、1、1.5、2、2.5或3，琼脂糖的选择范围0.2-3例如可以是0.2、0.5、1、1.5、2、2.5或3。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的硅基负极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将硅基材料和琼脂糖混合后加热，然后进行干燥，得到所述硅基负极材料。
本发明中琼脂糖加热后具有一定的流动性，能够均匀地包覆在硅基材料表面，充当人工SEI膜，解决硅基材料在循环过程中SEI膜破裂生长的问题。
优选地，所述硅基材料为碳包覆的氧化亚硅。
本发明对碳包覆的氧化亚硅的制备方法不作限定，例如可以按照下述方法制备：
(1)将硅粉和二氧化硅粉混合均匀后，在惰性环境下，加热700-1500℃生成一氧化硅气体，加以冷却得到氧化亚硅固体，然后进行粉碎得到氧化亚硅粉体；
(2)将步骤(1)得到氧化亚硅粉体通入到流化床式气氛炉中，在惰性气氛下升温550-1200℃，通入碳源气体，保温0.3-12h，然后关闭碳源气体，降温到室温，进行粉碎得到碳包覆的氧化亚硅。
优选地，所述硅粉和二氧化硅粉的摩尔比为(0.4-0.6):(0.6-0.4)。
优选地，所述硅粉的粒径D50为5-15μm。
优选地，所述二氧化硅粉的粒径D50为0.02-10μm。
优选地，所述氧化亚硅粉体的粒径D50为10-15μm。
优选地，所述惰性气体为氮气、氦气、氩气中的任意一种或至少两种的组合，例如可以是氮气、氩气、氦气或氮气和氩气的组合。
优选地，所述碳源气体为甲烷、乙炔、乙烯和乙烷中的任意一种或至少两种的组合，例如可以是甲烷、乙炔、乙烯或甲烷和乙炔的组合。
优选地，所述琼脂糖为羧基化琼脂糖。羧基化琼脂糖可以较好地溶解在高温水中，均匀地包覆在硅基材料表面，提升了包覆效果。
优选地，所述加热的温度为60-80℃，例如可以是60℃、62℃、65℃、70℃、75℃或80℃，优选为65-75℃。
优选地，所述加热的时间为9-12h，例如可以是9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h或12h。
优选地，所述加热的同时伴有搅拌。
作为本发明所述制备方法的一个优选技术方案，所述的制备方法包括以下步骤：
将硅基材料加入到水中，超声分散至均匀，然后加入琼脂糖，得到混合液，对所述混合液进行喷雾干燥，得到所述硅基负极材料。
本发明先将硅基材料加入到水中超声分散后再加入琼脂糖，能够使琼脂糖更好地包覆硅基材料，然后再进行喷雾干燥。
优选地，所述喷雾干燥的入口温度为120-190℃，例如可以是120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃或190℃。
优选地，所述喷雾干燥的出口温度为60-90℃，例如可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃。
作为本发明所述制备方法的进一步优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
将硅基材料加入到水中，超声分散至均匀，加入羧基化琼脂糖，在60-80℃下加热搅拌9-12h后进行喷雾干燥，所述喷雾干燥的入口温度为120-190℃，出口温度为60-90℃，最后收集干燥产物得到所述硅基负极材料。
本发明制备得到的硅基负极材料，其中羧基化琼脂糖在硅基材料的表面包覆性均匀，两者结合力强，解决了硅基材料巨大膨胀而引起的SEI膜破裂的难题，同时，本发明制备方法简单，易于实现规模化生产。
第三方面，本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池中包括如第一方面所述的硅基负极材料。
本发明对锂离子电池的具体种类不作限定，例如可以是液态锂离子电池，一般，液态锂离子电池包括正极、负极、电解液和隔膜。由于本发明的硅基负极材料表面包覆有一种SEI膜，能够在有机电解质溶剂中稳定存在，防止有机溶剂分子的共嵌入对电极材料的破坏，所以能够应用于液态锂离子电池中，提高电池的循环性能和使用寿命。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用具有良好柔韧性的琼脂糖包覆在硅基材料表面，起到一层人工SEI膜的作用，能够缓解硅基材料在循环过程中的体积膨胀，提高人工SEI膜的稳定性。同时，还可以提高离子电导率，抑制锂枝晶的生长以及金属锂与电解质之间的副反应，进而能够降低电池的不可逆容量，提高电池首次库伦效率和循环稳定性。
(2)本发明提供的羧基化琼脂糖能够进一步强化对锂枝晶的生长以及对金属锂与电解质之间的副反应的抑制作用，具有良好柔韧性，可以极大提高人工SEI膜的稳定性；同时，配合表面带有能与羧基键合的基团的硅基材料使用，提高了硅基材料和羧基化琼脂糖两者之间的结合能力，在脱嵌锂的过程中使人工SEI膜不脱落，解决了硅基负极材料在循环过程中SEI膜破裂生长的难题。
(3)本发明制备方法简单，易于实现规模化生产。
附图说明
图1是本发明一个实施例中的硅基负极材料的结构示意图，其中，1-羧基化琼脂糖，2-碳包覆的氧化亚硅。
图2是本发明一个实施例中制备硅基负极材料的流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例部分提供一种硅基负极材料，所述硅基负极材料包括硅基材料和包覆在硅基材料表面的琼脂糖。
在一些实施方式中，所述琼脂糖为羧基化琼脂糖。
在一些实施方式中，所述硅基材料的表面带有能与羧基键合的基团。
在一些实施方式中，所述能与羧基键合的基团为羟基。
在一些实施方式中，所述琼脂糖的厚度为1-20nm。
在一些实施方式中，所述硅基材料包括硅碳材料和/或硅氧材料。
在一些实施方式中，硅基材料为碳包覆的氧化亚硅。
在一些实施方式中，所述碳包覆的氧化亚硅包括氧化亚硅内核和包覆在所述氧化亚硅内核表面的碳层。
在一些实施方式中，所述碳层的厚度为1-15nm。
在一些实施方式中，以所述硅基负极材料的质量为100％计，所述琼脂糖的含量为0.2-5％，优选为0.5-3％。
在一些实施方式中，以所述硅基负极材料的质量为100％计，所述硅基材料的含量为90-99％，优选为93-98％。
在一些实施方式中，所述硅基负极材料包括碳包覆的氧化亚硅和包覆所述碳包覆的氧化亚硅表面的琼脂糖。
在一些实施方式中，以所述硅基负极材料的质量为100％计，氧化亚硅、碳层和琼脂糖的含量之比为(95-98):(0.5-3):(0.2-3)。
再一实施方式提供硅基负极材料的制备方法，流程示意图参见图2，所述方法包括步骤S100-S200。
S100、将硅基材料和琼脂糖混合后加热。
在一些实施方式中，所述硅基材料为碳包覆的氧化亚硅。
在一些实施方式中，所述琼脂糖为羧基化琼脂糖。
在一些实施方式中，所述加热的温度为60-80℃，优选为65-75℃。
在一些实施方式中，所述加热的时间为9-12h。
在一些实施方式中，所述加热的同时伴有搅拌。
S200、干燥，得到硅基负极材料。
在一些实施方式中，所述硅基负极材料的制备方法包括以下步骤：
将硅基材料加入到水中，超声分散至均匀，然后加入琼脂糖，得到混合液，对所述混合液进行喷雾干燥，得到所述硅基负极材料；
在一些实施方式中，所述喷雾干燥的入口温度为120-190℃；
在一些实施方式中，所述喷雾干燥的出口温度为60-90℃。
实施例1
本实施例提供了一种硅基负极材料，结构示意图参见图1，该硅基负极材料包括碳包覆的氧化亚硅1和包覆在其表面的羧基化琼脂糖2(HPBIO-KT523羧基化4FF琼脂糖)，其中氧化亚硅表面的碳层的厚度为1.2nm，羧基化琼脂糖的厚度为11nm；以硅基负极材料的质量为100％计，氧化亚硅、碳层和羧基化琼脂糖的含量之比为97:0.7:2.3。
本实施例还提供了上述的硅基负极材料的制备方法，流程示意图参见图2，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将硅粉和二氧化硅粉按照0.4:0.5的摩尔比混合均匀后，在氮气环境下，加热1000℃生成一氧化硅气体，加以冷却得到氧化亚硅固体，然后进行粉碎得到氧化亚硅粉体，将氧化亚硅粉体通入到流化床式气氛炉中，在惰性气氛下升温900℃，通入甲烷气体，保温8h，然后关闭甲烷气体，降温到室温，进行粉碎得到碳包覆的氧化亚硅；
(2)将碳包覆的氧化亚硅加入到水中，超声分散至均匀，加入羧基化琼脂糖，在70℃下加热搅拌10h后进行喷雾干燥，所述喷雾干燥的入口温度为150℃，出口温度为75℃，最后收集干燥产物得到所述硅基负极材料。
实施例2
本实施例提供了一种硅基负极材料，该硅基负极材料包括碳包覆的氧化亚硅和包覆在其表面的羧基化琼脂糖，其中氧化亚硅表面的碳层的厚度为1nm，羧基化琼脂糖的厚度为15nm；以硅基负极材料的质量为100％计，氧化亚硅、碳层和羧基化琼脂糖的含量之比为96.5:0.5:3。
本实施例的硅基负极材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将硅粉和二氧化硅粉按照0.4:0.5的摩尔比混合均匀后，在氮气环境下，加热950℃生成一氧化硅气体，加以冷却得到氧化亚硅固体，然后进行粉碎得到氧化亚硅粉体，将氧化亚硅粉体通入到流化床式气氛炉中，在惰性气氛下升温950℃，通入乙炔气体，保温6h，然后关闭乙炔气体，降温到室温，进行粉碎得到碳包覆的氧化亚硅；
(2)将碳包覆的氧化亚硅加入到水中，超声分散至均匀，加入羧基化琼脂糖，在60℃下加热搅拌12h后进行喷雾干燥，所述喷雾干燥的入口温度为120℃，出口温度为60℃，最后收集干燥产物得到所述硅基负极材料。
实施例3
本实施例提供了一种硅基负极材料，该硅基负极材料包括碳包覆的氧化亚硅和包覆在其表面的羧基化琼脂糖，其中氧化亚硅表面的碳层的厚度为13nm，羧基化琼脂糖的厚度为1nm；以硅基负极材料的质量为100％计，氧化亚硅、碳层和羧基化琼脂糖的含量之比为98:1.8:0.2。
本实施例的硅基负极材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将硅粉和二氧化硅粉按照0.5:0.5的摩尔比混合均匀后，在氩气环境下，加热1100℃生成一氧化硅气体，加以冷却得到氧化亚硅固体，然后进行粉碎得到氧化亚硅粉体，将氧化亚硅粉体通入到流化床式气氛炉中，在惰性气氛下升温1100℃，通入乙烯气体，保温10h，然后关闭乙烯气体，降温到室温，进行粉碎得到碳包覆的氧化亚硅；
(2)将碳包覆的氧化亚硅加入到水中，超声分散至均匀，加入羧基化琼脂糖，在80℃下加热搅拌9h后进行喷雾干燥，所述喷雾干燥的入口温度为190℃，出口温度为90℃，最后收集干燥产物得到所述硅基负极材料。
实施例4
本实施例提供了一种硅基负极材料，该硅基负极材料包括氧化亚硅和包覆在其表面的羧基化琼脂糖，其中羧基化琼脂糖的厚度为20nm；以硅基负极材料的质量为100％计，氧化亚硅和羧基化琼脂糖的含量之比为95:5。
本实施例的硅基负极材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将硅粉和二氧化硅粉按照0.6:0.5的摩尔比混合均匀后，在氮气环境下，加热950℃生成一氧化硅气体，加以冷却得到氧化亚硅固体，然后进行粉碎得到氧化亚硅；
(2)将氧化亚硅加入到水中，超声分散至均匀，加入羧基化琼脂糖，在70℃下加热搅拌10h后进行喷雾干燥，所述喷雾干燥的入口温度为150℃，出口温度为75℃，最后收集干燥产物得到所述硅基负极材料。
实施例5
本实施例提供了一种硅基负极材料及其制备方法，除了将羧基化琼脂糖替换为琼脂糖之外，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供了一种硅基负极材料及其制备方法，除了通过将氧化亚硅、碳层和羧基化琼脂糖的含量之比替换为99.2:0.7:0.1，从而使羧基化琼脂糖的厚度替换为0.5nm之外，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种硅基负极材料及其制备方法，除了通过将氧化亚硅、碳层和羧基化琼脂糖的含量之比替换为93.3:0.7:6，从而使羧基化琼脂糖的厚度替换为25nm之外，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种硅基负极材料及其制备方法，硅基负极材料与实施例1相同，其制备方法按照如下步骤进行：
将碳包覆的氧化亚硅和羧基化琼脂糖混合，在70℃下加热搅拌10h后进行真空抽滤，最后收集干燥产物得到所述硅基负极材料。
对比例1
本对比例提供了一种硅基负极材料及其制备方法，除了硅基负极材料中不含有羧基化琼脂糖之外，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种硅基负极材料及其制备方法，除了将羧基化琼脂糖替换为聚环氧乙烷之外，其余均与实施例1相同。
对实施例1-9以及对比例1-2提供的硅基负极材料进行电化学性能测试，极片包括硅基负极材料、导电炭黑和聚丙烯酸粘结剂，三者的质量比为硅基负极材料：导电炭黑：聚丙烯酸粘结剂＝92:4:4。以锂片为负极，Celgard2400为隔膜，1mol/L的LiPF6/EC+DMC+EMC(v/v＝1:1:1)为电解液制备CR2025电池。采用新威电池测试***对电池进行恒流充放电测试：
一、首次可逆容量和首次库伦效率测试：25℃下，0.1C恒流恒压充电至5mV，然后0.1C放电至1.5V，测试结果如表1所示。
二、循环性能测试：25℃下，0.2C恒流恒压充电至5mV，然后0.2C放电至1.5V，进行充放电循环，循环50周，测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003236390660000131
综合上述实施例1-8和对比例1-2可知，本发明提供的硅基负极材料，利用琼脂糖包覆在硅基材料表面，构建人工SEI膜，可以降低首次充放电消耗的锂离子，保障人工SEI膜在膨胀过程中不破裂。同时，有利于提高离子电导率，抑制Li枝晶的生长，进一步提高了电池的首次可逆容量、首次库伦效率和循环稳定性。
通过实施例1与实施例5的对比可知，硅基负极材料中琼脂糖是否含有羧基会影响负极材料的电化学性能，羧基化琼脂糖中含有的羧基能够与氧化亚硅上的羟基相结合形成化学键，从而使两者结合力大大提高，提高人工SEI膜的稳定性，因此实施例1中首次库伦效率为80.5％，高于实施例5中电池的库伦效率77.2％。
通过实施例1与实施例6-7的对比可知，硅基负极材料中琼脂糖的含量会影响负极材料的电化学性能，当琼脂糖含量过多时，非活性物质过多，增加锂离子传输路径，增大极化，使循环性能下降，因此实施例7中容量保持率为89.5％，略低于实施例1；当琼脂糖含量过少时，未能有效提高SEI膜稳定性，会影响电池的循环性能，因此实施例8中容量保持率为93.2％，也略低于实施例1。
通过实施例1与实施例8的对比可知，制备硅基负极材料时，先将硅基材料在水中超声分散，然后再与羧基化琼脂糖混合，能使琼脂糖在硅基材料表面包覆更加均匀，负极材料结构更稳定，经过超声之后，实施例1的首次库伦效率比实施例9更好。
通过实施例1与对比例1的对比可知，硅基负极材料中羧基化琼脂糖能够提高人工SEI膜的稳定性，提高离子电导率，降低电池的不可逆容量，提高电池首次库伦效率和循环稳定性，对比例1中不添加琼脂糖的硅基负极材料的电化学性能综合来说差于实施例1。
通过实施例1与对比例2的对比可知，硅基材料表面的包覆层的种类会影响负极材料的电化学性能，当硅基材料表面包覆聚环氧乙烷时，聚环氧乙烷内不含有羧基等极性基团，无法与硅基材料发生键合和确保SEI膜稳定性，同时无法抑制锂枝晶的生长，达到本发明的效果，对比例2的电化学效果综合来说差于实施例1。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料包括硅基材料和包覆在硅基材料表面的琼脂糖。
2.根据权利要求1所述的硅基负极材料，其特征在于，所述琼脂糖为羧基化琼脂糖；
优选地，所述硅基材料的表面带有能与羧基键合的基团；
优选地，所述能与羧基键合的基团为羟基；
优选地，所述琼脂糖的厚度为1-20nm。
3.根据权利要求1或2所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基材料包括硅碳材料和/或硅氧材料；
优选地，所述硅基材料为碳包覆的氧化亚硅；
优选地，所述碳包覆的氧化亚硅包括氧化亚硅内核和包覆在所述氧化亚硅内核表面的碳层；
优选地，所述碳层的厚度为1-15nm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的硅基负极材料，其特征在于，以所述硅基负极材料的质量为100％计，所述琼脂糖的含量为0.2-5％，优选为0.5-3％；
优选地，以所述硅基负极材料的质量为100％计，所述硅基材料的含量为90-99％，优选为93-98％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料包括碳包覆的氧化亚硅和包覆所述碳包覆的氧化亚硅表面的琼脂糖；
优选地，以所述硅基负极材料的质量为100％计，氧化亚硅、碳层和琼脂糖的含量之比为(95-98):(0.5-3):(0.2-3)。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将硅基材料和琼脂糖混合后加热，然后进行干燥，得到所述硅基负极材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述硅基材料为碳包覆的氧化亚硅；
优选地，所述琼脂糖为羧基化琼脂糖；
优选地，所述加热的温度为60-80℃，优选为65-75℃；
优选地，所述加热的时间为9-12h；
优选地，所述加热的同时伴有搅拌。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述硅基负极材料的制备方法包括以下步骤：
将硅基材料加入到水中，超声分散至均匀，然后加入琼脂糖，得到混合液，对所述混合液进行喷雾干燥，得到所述硅基负极材料；
优选地，所述喷雾干燥的入口温度为120-190℃；
优选地，所述喷雾干燥的出口温度为60-90℃。
9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将硅基材料加入到水中，超声分散至均匀，加入羧基化琼脂糖，在60-80℃下加热搅拌9-12h后进行喷雾干燥，所述喷雾干燥的入口温度为120-190℃，出口温度为60-90℃，最后收集干燥产物得到所述硅基负极材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池中包含如权利要求1-5任一项所述的硅基负极材料。
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