硅氧材料、负极材料及其制备方法、锂离子电池与流程

硅氧材料、负极材料及其制备方法、锂离子电池
1.本技术要求于2021年06月25日提交中国专利局，申请号为2021107119628、发明名称为“硅氧化物、负极材料、制备方法及应用”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本技术涉及负极材料技术领域，具体地讲，涉及硅氧材料、负极材料及其制备方法、锂离子电池。


背景技术：

3.sio
x
(0＜x＜2)负极材料是目前最具潜力的锂离子电池负极材料，其同时克服了石墨的低比容量和硅单质的高储锂电压平台及相对较差的循环和倍率性能的缺点，并且具有良好的安全性和广泛的原料来源。但是sio
x
负极材料在循环过程中具有约200％的体积膨胀率，如何降低sio
x
负极材料的体积膨胀一直是业界的研究热点。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术提供硅氧材料、负极材料及其制备方法、锂离子电池，能够提高硅负极材料的首次库伦效率，降低生产成本。
5.第一方面，本技术提供一种硅氧材料，所述硅氧材料包括硅氧化物，所述硅氧化物的化学式为sio
x
，其中0＜x＜2；所述硅氧材料为一次颗粒，所述一次颗粒的wadell球形度》0.92。
6.本技术提供的硅氧材料，硅氧材料包括硅氧化物，硅氧化物为wadell球形度大于0.92的球形硅氧化物一次颗粒，球形颗粒具有各向同性的特点，因而其在循环过程中是沿着径向向外均匀地收缩膨胀，由于受到各向同性的应力而能够保持结构的稳定性，不会出现由于形状不均一所导致的承受应力的“薄弱点”，从而大大降低了由于颗粒结构坍塌和sei膜破裂所导致的电解液渗入材料内部的可能性，有效避免了电解液渗入到材料内部不断生成新的sei膜，避免sei膜的反复破碎和生成，降低材料的体积膨胀，提升材料的循环性能。而且，同体积的颗粒中球形颗粒的比表面积最小，在循环过程中生成的sei膜最少，从而有效地减少了不可逆充电容量，可以进一步降低循环过程中的不可逆容量损失。
7.在一些实施方式中，所述硅氧材料还包括还原性金属及还原性金属化合物中的至少一种。
8.本技术提供的硅氧材料，硅氧材料包括硅氧化物、还原性金属和/或还原性金属化合物，该硅氧化物一次颗粒中si、o及还原性金属均匀分布，硅氧材料为wadell球形度大于0.92的球形一次颗粒，球形颗粒具有各向同性的特点，因而其在循环过程中是沿着径向向外均匀地收缩膨胀，由于受到各向同性的应力而能够保持结构的稳定性，不会出现由于形状不均一所导致的承受应力的“薄弱点”，从而大大降低了由于颗粒结构坍塌和sei膜破裂所导致的电解液渗入材料内部的可能性，有效避免了电解液渗入到材料内部不断生成新的
sei膜，避免sei膜的反复破碎和生成，降低材料的体积膨胀，提升材料的循环性能。而且，同体积的颗粒中球形颗粒的比表面积最小，在循环过程中生成的sei膜最少，从而有效地减少了不可逆充电容量，可以进一步降低循环过程中的不可逆容量损失。
9.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属包括碱金属、碱土金属和过渡金属中的至少一种。
10.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属元素包括li、k、mg、al、ca、zn、na和ti中的至少一种。
11.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料中的氧元素的质量含量为10％～50％。
12.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料中的还原性金属元素的质量含量为0.5％～50％。
13.在一些可行的实施方式中，利用x射线扫描所述硅氧材料一次颗粒的sem切面获得的元素分布谱图中，si、o以及还原性金属元素的分布面为均匀弥散状态。
14.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属化合物包括还原性金属的氧化物、还原性金属的硅化物和还原性金属的硅酸盐中的至少一种。
15.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属化合物包括还原性金属的硅酸盐，所述还原性金属的硅酸盐均匀分布于所述一次颗粒内。
16.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属化合物包括还原性金属的硅酸盐，所述硅氧材料中的硅酸盐的质量含量为10％～80％。
17.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属化合物包括还原性金属的硅酸盐，所述硅酸盐包括硅酸锂。
18.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属化合物包括还原性金属的硅酸盐，所述硅酸盐看硅酸锂，所述硅酸锂包括li2sio3、li4sio4、li2si2o5和li2si3o7中的至少一种。
19.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属化合物包括还原性金属的硅酸盐，所述硅酸盐包括硅酸锂，所述硅酸锂为li2si2o5。
20.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属化合物包括还原性金属的硅酸盐，所述硅酸盐包括晶态的li2si2o5，li2si2o5的晶粒尺寸《20nm。
21.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属化合物包括还原性金属的硅酸盐，所述硅酸盐包括晶态的li2si2o5，所述硅氧材料中的li2si2o5的质量含量为20％～80％。
22.在一些可行的实施方式中，所述还原性金属化合物包括还原性金属的硅酸盐，所述硅酸盐包括硅酸锂，所述硅氧材料中的si与li的摩尔比为(1～50):1。
23.在一些可行的实施方式中，所述一次颗粒的wadell球形度》0.95。
24.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料中的si微晶尺寸≤20nm。
25.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料中的si微晶尺寸≤10nm。
26.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料的平均粒径d
50
≤50μm。
27.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料的粒径分布满足：3μm《d
50
《10μm，2μm≤d
10
≤5μm，0.8≤(d
90-d
10
)/d
50
≤1.2。
28.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料的比表面积小于10m2/g。
29.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料还包括非金属掺杂元素。
30.第二方面，本技术提供一种负极材料，包括上述的硅氧材料。
31.在一些可行的实施方式中，所述负极材料还包括包覆于所述硅氧材料的表面的碳层。
32.在上述方案中，通过在硅氧材料一次颗粒的表面形成碳层，能够有效抑制一次颗粒在充放电循环过程中颗粒破裂、粉化，可以缓解硅氧材料的体积膨胀，保证负极材料内部的一次颗粒的结构稳定性。采用碳层包覆后，具有更好的导电性和稳定性，可以有效避免碳填充材料内部孔隙，提高材料首效，使得负极材料能够表现出高容量、长循环寿命、高倍率性能以及低膨胀等特性。
33.在一些可行的实施方式中，所述碳层的厚度的最大值与最小值之差小于最小值。
34.在一些可行的实施方式中，所述碳层的厚度为10nm～500nm。
35.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的d
50
≤100μm。
36.在一些可行的实施方式中，所述负极材料还包括金属化合物，所述金属化合物包括金属氧化物、金属硅化物及金属硅酸盐中的至少一种。
37.在一些可行的实施方式中，所述负极材料还包括碳材料，所述硅氧材料分散于所述碳材料中，所述负极材料为球形颗粒，所述负极材料的wadell球形度》0.3。
38.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的wadell球形度》0.5。
39.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的wadell球形度》0.92。
40.在一些可行的实施方式中，在所述硅氧材料中，氧元素的质量占硅元素与氧元素的质量总和的0％～67％，且不包含0％。
41.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的d
50
≤40μm。
42.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的孔隙率＜20％。
43.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料占所述负极材料质量的40％～95％。
44.在一些可行的实施方式中，所述负极材料还包括碳材料，所述硅氧材料分散于所述碳材料中，所述碳材料包括无定形碳。
45.在一些可行的实施方式中，所述负极材料还包括石墨。
46.在一些可行的实施方式中，所述负极材料还包括石墨，所述石墨包括天然石墨、人造石墨及中间相炭微球中的至少一种。
47.在一些可行的实施方式中，所述负极材料还包括石墨，以所述负极材料的总质量为100％计，所述石墨的质量分数为0％～40％，所述硅氧材料的质量分数为40％～95％，所述碳材料的质量分数为5％～60％。
48.在一些可行的实施方式中，所述负极材料还包括碳材料，所述碳材料原位生长形成于所述硅氧材料表面，且所述碳材料具有石墨烯结构。
49.在一些可行的实施方式中，在拉曼光谱中，所述负极材料具有碳特征峰d、碳特征峰g、硅特征峰a及石墨烯特征峰b。
50.在一些可行的实施方式中，所述硅特征峰a的峰强度ia与所述石墨烯特征峰b的峰强度ib的比值ia/ib为0.1～50，且所述碳特征峰d的峰强度id与所述碳特征峰g的峰强度ig的比值id/ig为0.5～2.0，所述石墨烯特征峰b的峰强度ib与所述碳特征峰d的峰强度id的比值ib/id为0～1。
51.在一些可行的实施方式中，所述负极材料还包括碳材料，所述硅氧材料分散于所述碳材料中，所述负极材料为二次颗粒，所述负极材料的wadell球形度》0.91。
52.在上述方案中，该负极材料为二次颗粒，硅氧材料一次颗粒分散在碳材料中，二次颗粒中的碳层不但起到包覆硅氧材料颗粒表面的作用，还起到将硅氧材料连接起来，构成二次颗粒的作用，使得其具有良好的电化学性能。二次颗粒内部的多孔结构可吸收部分体积膨胀协同提升材料的循环性能；并且一次颗粒之间填充的碳可以提供颗粒与颗粒间良好的电接触，减少电解液与活性物质的直接接触，避免了颗粒粉化时活性物质间失去电接触而导致的循环劣化。其与球形结构稳定性协同作用实现了优异的电化学性能。
53.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料为硅氧化物一次颗粒。
54.在一些可行的实施方式中，所述硅氧化物中粒径在1.0μm以下的粉末体积占全部硅氧化物的15％以下。
55.在一些可行的实施方式中，所述硅氧化物的粒径d
90
《25.0μm，d
10
》0.5μm，1μm≤d
50
≤10μm。
56.在一些可行的实施方式中，所述硅氧化物中的si微晶尺寸1.0nm～20nm。
57.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的比表面积为0.5m2/g～50m2/g。
58.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的压实密度为0.5g/cm3～5.0g/cm3。
59.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的粒径d
50
是所述硅氧化物的粒径d
50
的2～10倍。
60.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的粒径满足以下关系：6μm≤d
90
≤8μm，4μm＜d
50
＜6μm，2μm≤d
10
≤3μm。
61.在一些可行的实施方式中，所述负极材料中碳元素的质量含量为2％～20％。
62.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的孔隙率为1％～50％。
63.在一些可行的实施方式中，所述负极材料还包括位于所述硅氧材料表面的包覆层，所述包覆层包括柔性聚合物。
64.在上述方案中，包覆层包覆在硅氧材料一次颗粒的表面，其中，高强度的柔性聚合物包覆在硅氧材料的表面，能够更加有效地抑制硅氧材料的膨胀，而且包覆得到的负极材料导电率高、导电性稳定，具有优异的循环膨胀性能。
65.在一些可行的实施方式中，所述柔性聚合物包括天然的柔性聚合物和/或合成的柔性聚合物。
66.在一些可行的实施方式中，所述柔性聚合物包括聚烯烃及其衍生物，聚乙烯醇及其衍生物，聚丙烯酸及其衍生物，聚酰胺及其衍生物，羧甲基纤维素及其衍生物，和海藻酸及其衍生物中的至少一种。
67.在一些可行的实施方式中，所述柔性聚合物的重均分子量为2000-1000000。
68.在一些可行的实施方式中，所述柔性聚合物上含有热交联型官能团，所述热交联型官能团包括环氧基、羧基、羟基、氨基、双键或叁键中的至少一种。
69.在一些可行的实施方式中，所述包覆层还包括导电材料。
70.在一些可行的实施方式中，所述导电材料包含鳞片石墨和纳米碳类材料。
71.在一些可行的实施方式中，所述鳞片石墨包括天然鳞片石墨和/或人造鳞片石墨。
72.在一些可行的实施方式中，所述纳米碳类材料包括导电石墨、石墨烯、碳纳米管和碳纳米纤维中的至少一种。
73.在一些可行的实施方式中，所述包覆层还包括非水溶性硅酸锂。
74.在一些可行的实施方式中，所述非水溶性硅酸锂包括li2sio3及li2si2o5中的至少一种。
75.在一些可行的实施方式中，以所述硅氧材料的总质量为100％计，所述柔性聚合物的质量百分比为0-10％且不包含0。
76.在一些可行的实施方式中，以所述硅氧材料的总质量为100％计，所述鳞片石墨的质量百分比为0-20％，且不包含0。
77.在一些可行的实施方式中，以所述硅氧材料的总质量为100％计，所述纳米碳类材料的质量百分比为0-5％，且不包含0。
78.在一些可行的实施方式中，所述柔性聚合物包括聚碳酸酯。
79.在一些可行的实施方式中，所述包覆层的厚度为10nm～5000nm。
80.在一些可行的实施方式中，所述包覆层在所述负极材料中的质量占比为0％～20％且不包含0％。
81.在一些可行的实施方式中，所述包覆层在所述负极材料中的质量占比为2％～10％。
82.第六方面，本技术提供一种负极材料的制备方法，包括以下步骤：
83.将制备硅氧材料的原料输送至等离子体流中进行反应；及
84.将反应后的产物进行冷却，得到包含硅氧化物的硅氧材料，其中，所述硅氧材料为一次颗粒，所述硅氧化物的化学式为sio
x
，0＜x＜2，所述一次颗粒的wadell球形度》0.92。
85.在上述方案中，原料进入等离子体流中，在高温下进行反应，同时生成硅氧化物液滴，硅氧化物液滴经过冷却，在表面张力的作用下自动变成球形，并硬化成球形硅氧化物，该球形硅氧化物颗粒在循环过程中能够保持结构稳定性，因此该材料具有较低的膨胀率和优异的循环性能。
86.第三方面，本技术提供一种负极材料的制备方法，包括以下步骤：
87.将制备硅氧材料的原料进行热处理，冷却后得到包含硅氧化物的硅氧材料，其中，所述硅氧化物的化学式为sio
x
，0＜x＜2，所述硅氧材料的wadell球形度》0.92。
88.在上述方案中，通过将原料进行热处理，在高温下生成硅氧化物液滴，硅氧化物液滴经过冷却，在表面张力的作用下自动变成球形，并硬化成球形硅氧化物，该球形硅氧化物颗粒在循环过程中能够保持结构稳定性，因此该材料具有较低的膨胀率和优异的循环性能。
89.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：将制备硅氧材料的原料进行等离子体反应。
90.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：将制备硅氧材料的原料输送至等离子体流中进行等离子体反应。
91.在一些可行的实施方式中，所述制备硅氧材料的原料包括si、sioy和sio2的混合物、sioy和si的混合物、si和sio2的混合物中的至少一种，其中，0＜y＜2。
92.在一些可行的实施方式中，所述制备硅氧材料的原料包括sih4和o2。
93.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：将制备硅氧材料的原料输送至等离子体流中进行等离子体反应，所述等离子体流中的温度为1400℃～2400℃。
94.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：将制备硅氧材料的原料输送至等离子体流中进行等离子体反应，所述硅氧化物的原料的进料速率为2.0g/min～80g/min。
95.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：使用载气将制备硅氧化物的原料输送至所述等离子体流中进行等离子体反应。
96.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：使用载气将制备硅氧化物的原料输送至所述等离子体流中进行等离子体反应，并通入还原性气体。
97.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：使用载气将制备硅氧化物的原料输送至所述等离子体流中进行等离子体反应，并通入还原性气体，所述还原性气体包含甲烷及氢气中的至少一种。
98.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：使用载气将制备硅氧化物的原料输送至所述等离子体流中进行等离子体反应，并通入还原性气体，所述还原性气体与所述硅氧化物的摩尔比为0-0.25，且不包括0。
99.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：使用载气将制备硅氧化物的原料输送至所述等离子体流中进行等离子体反应，并通入还原性气体，所述还原性气体的径向速率为1m3/h～10m3/h。
100.在一些可行的实施方式中，所述制备硅氧材料的原料还包括还原性金属。
101.在一些可行的实施方式中，所述制备硅氧材料的原料还包括还原性金属，所述还原性金属包括碱金属、碱土金属、过渡金属中的至少一种。
102.在一些可行的实施方式中，所述制备硅氧材料的原料还包括还原性金属，所述还原性金属包括li、k、mg、al、ca、zn、na和ti中的至少一种。
103.在一些可行的实施方式中，所述制备硅氧材料的原料还包括还原性金属，所述还原性金属包括li，所述制备硅氧化物的原料中的si与li的摩尔比为(1～50):1。
104.在一些可行的实施方式中，所述制备硅氧材料的原料还包括还原性金属，所述还原性金属包括mg，所述制备硅氧化物的原料中的si与mg的摩尔比为(5～50):1。
105.在一些可行的实施方式中，所述方法还包括将热处理后的产物进行水洗和/或酸洗，将洗涤产物洗涤至中性，并进行固液分离及干燥。
106.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：将熔融的硅氧材料的原料雾化。
107.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：使用加压气体将熔融的硅氧材料的原料雾化。
108.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：使用加压气体将熔融的硅氧材料的原料雾化，所述加压气体为保护性气体，所述保护性气体包括氮气、氩气、氖气、氪气及氦气中的至少一种。
109.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：使用加压气体将熔融的硅氧材料的原料雾化，所述加压气体的压强为0.2mpa～100mpa。
110.在一些可行的实施方式中，所述冷却的步骤为将所述硅氧化物的原料液滴冷却至100℃以下。
111.在一些可行的实施方式中，所述冷却的速率为1℃/s～100℃/s。
112.在一些可行的实施方式中，所述冷却为采用保护性气体冷却，所述保护性气体包括氮气、氩气、氖气、氪气及氦气中的至少一种。
113.在一些可行的实施方式中，所述硅氧化物原料为sioz，其中，0＜z＜2。
114.在一些可行的实施方式中，所述硅氧化物原料包括sio、si与sio2的混合物、si与sio2的混合物、sio与sio2的混合物中的至少一种。
115.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：将包含硅氧材料与有机碳源的原料进行热处理，使得所述有机碳源熔融，并进行雾化处理。
116.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：将包含硅氧材料与有机碳源的原料进行热处理，使得所述有机碳源熔融，并进行雾化处理，其中，所述有机碳源包括糖类、酯类、烃类、有机酸和高分子聚合物中的至少一种。
117.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：将包含硅氧材料与有机碳源的原料进行热处理，使得所述有机碳源熔融，并进行雾化处理，其中，所述有机碳源包括聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈、聚丙烯酸、柠檬酸、聚乙二醇、聚吡咯、聚苯胺、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、柠檬酸、沥青、糠醛树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种。
118.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：将包含硅氧材料与有机碳源的原料进行热处理，使得所述有机碳源熔融，并进行雾化处理，其中，所述有机碳源与所述硅氧化物的质量比为5：(5～95)。
119.在一些可行的实施方式中，所述将制备硅氧材料的原料进行热处理的步骤包括：将包含硅氧材料与有机碳源的原料进行热处理，使得所述有机碳源熔融，并进行雾化处理，其中，所述包含硅氧材料与有机碳源的原料还包括石墨。
120.在一些可行的实施方式中，所述方法还包括：将冷却后的产物进行碳化处理，得到负极材料。
121.在一些可行的实施方式中，所述方法还包括：将冷却后的产物进行碳化处理，得到负极材料，其中，所述碳化处理的温度为600℃～1000℃。
122.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将碳源气体及硅氧材料输送等离子体流中进行二次造粒，冷却得到包含硅氧化物及碳材料的负极材料，其中，所述负极材料为二次颗粒，所述硅氧化物的化学式为sio
x
，0＜x＜2，所述负极材料的wadell球形度》0.91。
123.在一些可行的实施方式中，所述硅氧材料为硅氧化物一次颗粒。
124.在一些可行的实施方式中，所述硅氧化物中粒径在1.0μm以下的粉末体积占全部硅氧化物的15％以下。
125.在一些可行的实施方式中，所述硅氧化物的粒径d
90
《25.0μm，d
10
》0.5μm，1μm≤d
50
≤10μm。
126.在一些可行的实施方式中，所述硅氧化物中的si微晶尺寸1.0nm～20nm。
127.在一些可行的实施方式中，所述碳源气体包括烃类。
128.在一些可行的实施方式中，所述碳源气体包括甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丙炔、丙酮和苯中的至少一种。
129.在一些可行的实施方式中，所述载气与所述碳源气体的体积比为10：(0.5～10)。
130.在一些可行的实施方式中，在将碳源气体及硅氧材料输送等离子体流中进行二次造粒的步骤还包括往等离子体流中加入碳质粘结剂。
131.在一些可行的实施方式中，在将碳源气体及硅氧材料输送等离子体流中进行二次造粒的步骤还包括往等离子体流中加入碳质粘结剂，其中，所述碳质粘结剂包括糖类、酯类、烃类、有机酸和高分子聚合物中的至少一种。
132.在一些可行的实施方式中，在将碳源气体及硅氧材料输送等离子体流中进行二次造粒的步骤还包括往等离子体流中加入碳质粘结剂，其中，所述碳质粘结剂包括聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚乙二醇、聚吡咯、聚苯胺、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、柠檬酸、沥青、糠醛树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种。
133.在一些可行的实施方式中，在将碳源气体及硅氧材料输送等离子体流中进行二次造粒的步骤还包括往等离子体流中加入碳质粘结剂，其中，所述碳质粘结剂与所述硅氧化物的质量比为5:95～50:50。
134.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的粒径d
50
是所述硅氧化物的粒径d
50
的2～10倍。
135.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的粒径满足以下关系：20μm≤d90≤50μm，5μm＜d50＜20μm，2μm≤d10≤5μm。
136.在一些可行的实施方式中，所述负极材料中碳元素的质量含量为2％～20％。
137.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的孔隙率为1％～50％。
138.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的比表面积为0.5m2/g～50m2/g。
139.在一些可行的实施方式中，所述负极材料的压实密度为0.5g/cm3～5.0g/cm3。
140.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括将所述硅氧材料进行碳包覆处理，得到负极材料。
141.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括将所述硅氧材料进行碳包覆处理，所述碳包覆处理包括固相碳包覆、液相碳包覆及气相碳包覆中的至少一种。
142.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料加热后，通入保护性气体及碳源气体，所述碳源气体进行热裂解，得到负极材料。
143.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料加热后，通入保护性气体及碳源气体，所述碳源气体进行热裂解，得到负极材料，其中，所述碳源气体为烃类。
144.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料加热后，通入保护性气体及碳源气体，所述碳源气体进行热裂解，得到负极材料，其中，所述碳源气体包括甲烷、乙烯、乙炔、丙炔、丙烯、丙烷、甲苯、苯、苯乙烯和苯酚中的至少一种。
145.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料加热后，通入保护性气体及碳源气体，所述碳源气体进行热裂解，得到负极材料，其中，所述热裂解的温度为600℃～1000℃。
146.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料加热后，通入保护性气体及碳源气体，所述碳源气体进行热裂解，得到负极材料，其中，所述硅氧材料的加热温度为500℃～1200℃，保温时间为0.5h～20h。
147.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料加热后，通入保护性气体及碳源气体，所述碳源气体进行热裂解，得到负极材料，其中，所述热裂解的反应气压为1.0atm～10.0atm。
148.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料加热后，通入保护性气体、碳源气体及辅助气体，所述碳源气体进行热裂解，得到负极材料，其中，所述辅助气体包括h2。
149.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料加热后，通入保护性气体、碳源气体及辅助气体，所述碳源气体进行热裂解，得到负极材料，其中，所述碳源气体和辅助气体的摩尔比为(2～10):1。
150.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料与固相碳源混合得到的混合物进行碳化处理，得到负极材料。
151.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料与固相碳源混合得到的混合物进行碳化处理，得到负极材料，其中，所述碳化处理的温度500℃-1000℃，碳化处理的时间为2h-20h。
152.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料与固相碳源混合得到的混合物进行碳化处理，得到负极材料，其中，所述固相碳源包括糖类、酯类、烃类、有机酸和高分子聚合物中的至少一种。
153.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料与固相碳源混合得到的混合物进行碳化处理，得到负极材料，其中，所述固相碳源包括聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚乙二醇、聚吡咯、聚苯胺、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、柠檬酸、沥青、糠醛树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种。
154.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：将所述硅氧材料与固相碳源混合得到的混合物进行碳化处理，得到负极材料，其中，所述固相碳源与所述硅氧材料的质量比为5：(5～95)。
155.在一些可行的实施方式中，所述制备方法还包括：利用含柔性聚合物的包覆液对所述硅氧材料进行包覆处理，得到负极材料。
156.在一些可行的实施方式中，所述柔性聚合物包括天然的柔性聚合物和/或合成的柔性聚合物。
157.在一些可行的实施方式中，所述柔性聚合物包括聚烯烃及其衍生物，聚乙烯醇及其衍生物，聚丙烯酸及其衍生物，聚酰胺及其衍生物，羧甲基纤维素及其衍生物，或海藻酸及其衍生物中的任意一种或至少两种的组合。
158.在一些可行的实施方式中，所述柔性聚合物的重均分子量为2000-1000000。
159.在一些可行的实施方式中，所述柔性聚合物上含有热交联型官能团，所述热交联型官能团包括环氧基、羧基、羟基、氨基、双键或叁键中的任意一种或至少两种的组合。
160.在一些可行的实施方式中，所述柔性聚合物为聚烯烃及其衍生物，聚烯烃及其衍生物与海藻酸及其衍生物的组合。
161.在一些可行的实施方式中，所述包覆液包括溶剂，所述溶剂选自水、甲醇、乙醇、聚吡咯烷酮、异丙醇、丙酮、石油醚、四氢呋喃、乙酸乙酯、n，n-二甲基乙酰胺、n，n-二甲基甲酰胺、正己烷或卤代烃中的任意一种或至少两种的组合。
162.在一些可行的实施方式中，所述包覆液包括反溶剂，所述反溶剂为柔性聚合物的不良溶剂。
163.在一些可行的实施方式中，所述包覆液包括反溶剂，所述反溶剂选自甲醇、乙醇、聚吡咯烷酮、异丙醇、丙酮、石油醚、四氢呋喃、乙酸乙酯、n，n-二甲基乙酰胺、n，n-二甲基甲酰胺、正己烷或卤代烃中的任意一种或至少两种的组合。
164.在一些可行的实施方式中，所述利用含柔性聚合物的包覆液对所述硅氧材料进行包覆处理的步骤包括：向所述柔性聚合物的包覆液中加入硅氧材料，搅拌，分离得到负极材料前驱体，对所述负极材料前驱体进行热处理。
165.在一些可行的实施方式中，所述利用含柔性聚合物的包覆液对所述硅氧材料进行包覆处理的步骤包括：向所述柔性聚合物的包覆液中加入硅氧材料，搅拌，分离得到负极材料前驱体，对所述负极材料前驱体进行热处理；其中，所述热处理的温度为100℃-400℃，所述热处理的时间为2h-12h。
166.在一些可行的实施方式中，所述利用含柔性聚合物的包覆液对所述硅氧材料进行包覆处理的步骤包括：向所述柔性聚合物的包覆液中加入硅氧材料，搅拌，分离得到负极材料前驱体，对所述负极材料前驱体进行热处理；其中，所述搅拌的温度为20℃～100℃，所述搅拌的时间为1～24h。
167.在一些可行的实施方式中，所述包覆液还包括导电材料。
168.在一些可行的实施方式中，所述包覆液还包括导电材料，所述导电材料包含鳞片石墨和纳米碳类材料。
169.在一些可行的实施方式中，所述包覆液还包括非水溶性硅酸锂。
170.在一些可行的实施方式中，所述包覆液还包括非水溶性硅酸锂，所述非水溶性硅酸锂包括li2sio3及li2si2o5中的至少一种。
171.第四方面，本技术提供一种锂离子电池，包括上述的负极材料或上述的制备方法得到的负极材料。
172.本技术的技术方案至少具有以下有益的效果：
173.本技术提供的硅氧材料，硅氧材料包括硅氧化物，硅氧化物为wadell球形度大于0.92的球形硅氧化物一次颗粒，球形颗粒具有各向同性的特点，因而其在循环过程中是沿着径向向外均匀地收缩膨胀，由于受到各向同性的应力而能够保持结构的稳定性，不会出现由于形状不均一所导致的承受应力的“薄弱点”，从而大大降低了由于颗粒结构坍塌和sei膜破裂所导致的电解液渗入材料内部的可能性，有效避免了电解液渗入到材料内部不断生成新的sei膜，避免sei膜的反复破碎和生成，降低材料的体积膨胀，提升材料的循环性能。而且，同体积的颗粒中球形颗粒的比表面积最小，在循环过程中生成的sei膜最少，从而有效地减少了不可逆充电容量，可以进一步降低循环过程中的不可逆容量损失。
174.本技术采用等离子体法或雾化法制备硅氧材料或负极材料，先将原料进行熔融，得到液滴状的产物，进而在冷却过程形成高球形度的硅氧材料一次颗粒，解决了硅氧化物体积膨胀的技术问题，且该制备方法简单易操作，适于量化生产。
附图说明
175.图1为本技术实施例提供的负极材料的制备方法的工艺流程图；
176.图2a为本技术实施例1制备的硅氧材料的电镜图；
177.图2b为本技术实施例1制备的硅氧材料的截面电镜图；
178.图3为本技术实施例1制备的硅氧材料的电镜图；
179.图4a为本技术实施例3制备的硅氧材料的电镜图；
180.图4b为本技术实施例3制备的硅氧材料的截面电镜图；
181.图5a为本技术实施例4制备的硅氧材料的电镜图；
182.图5b为本技术实施例4制备的硅氧材料的截面电镜图；
183.图6为本技术实施例10制备的负极材料的电镜图；
184.图7a为本技术实施例12制备的硅氧材料一次颗粒的sem切面图；
185.图7b为本技术实施例12制备的硅氧材料一次颗粒中si元素分布图；
186.图7c为本技术实施例12制备的硅氧材料一次颗粒中o元素分布图；
187.图7d为本技术实施例12制备的硅氧材料一次颗粒中mg元素分布图。
具体实施方式
188.以下所述是本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明实施例的保护范围。
189.【第一方面】
190.本技术实施例提供一种硅氧材料，硅氧材料包括硅氧化物，硅氧化物的化学式为sio
x
，其中0＜x＜2，硅氧材料为一次颗粒，一次颗粒的wadell球形度》0.92。
191.本实施方式的硅氧材料为wadell球形度》0.92的硅氧化物一次颗粒，用于负极材料时，其在循环过程中结构更稳定，能避免sei膜反复生成导致材料颗粒破碎的问题，有利于提升材料的循环性能并降低由于sei膜生成所导致的体积膨胀。现有技术中仅对单质硅或二氧化硅进行球形化处理，氧化亚硅的球形化技术目前难以实现，氧化亚硅的高度球形化(球形度大于0.92)更加难以实现，在本技术中，研发人员通过大量的试验及对工艺的优化，使得制备得到的氧化亚硅的球形度能够达到0.92以上，其在循环过程中结构更稳定，能够避免sei膜反复生成导致材料颗粒破碎的问题，具有意想不到的效果。
192.具体地，硅氧化物一次颗粒的wadell球形度可以为0.925、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99等。可以理解地，硅氧化物一次颗粒的wadell球形度不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
193.本技术实施例提供硅氧材料还包括还原性金属及还原性金属化合物中的至少一种。
194.在上述方案中，和单纯的硅氧化物一次颗粒相比，硅氧材料中的还原性金属和/或还原性金属化合物可减少硅氧材料初次充电时对正极材料脱出的锂的消耗，制成的锂离子电池能够大大降低不可逆充电锂的消耗，具有较高的充放电比容量以及优异的首次库伦效率。例如，还原性金属为锂元素时，预锂材料由于将硅基材料提前预锂，可能会导致材料中硅晶粒尺寸显著大于常规硅基材料，从而带来循环性能的劣化。而球形度高的材料则可以通过结构稳定性的提升来改善循环性能。二者综合作用的结果使得材料在具有高首效的同时也能兼顾循环性能，材料整体综合性能较为优异。
195.具体地，一次颗粒的wadell球形度可以为0.925、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99等。可以理解地，一次颗粒的wadell球形度不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
196.在一些实施方式中，硅氧材料一次颗粒的wadell球形度》0.95。
197.在一些实施方式中，还原性金属包括碱金属、碱土金属、过渡金属中的至少一种。
198.具体地，还原性金属元素选自li、k、mg、al、ca、zn、na和ti中的至少一种。
199.在一些实施方式中，硅氧材料中的氧元素的质量含量为10％～50％，具体可以是10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、48％或50％等等，在此不做限定。
200.在一些实施方式中，硅氧材料中的还原性金属元素的质量含量为0.5％～50％，具体可以是0.5％、1％、3％、5％、7％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％等等，在此不做限定。
201.在一些实施方式中，硅氧材料中的硅酸盐的质量含量为10％～80％；具体可以是10％、15％、18％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、60％、70％或80％等等，在此不做限定。
202.在一些实施方式中，利用x射线扫描硅氧材料一次颗粒的sem切面获得的元素分布谱图中，si、o以及还原性金属元素的分布面为均匀弥散状态。在硅氧材料中，si、o和还原性金属元素均匀分布于一次颗粒内，可有效避免空气等成分渗入到一次颗粒内部而导致活性成分失效，长期存放结构和性质不会劣化，非常适合用于锂离子电池。均匀弥散的主要优点是保证材料内部各处的物化状态类似(即硅酸盐浓度、硅晶粒尺寸等)，这样在脱嵌锂过程中各处的膨胀收缩均处于相同的水平，不会出现局部膨胀过大而带来的应力薄弱点，从而使得材料性能发挥更优。
203.在一些实施方式中，还原性金属化合物包括还原性金属的氧化物、还原性金属的硅化物和还原性金属的硅酸盐中的至少一种。
204.在一些实施方式中，还原性金属化合物包括还原性金属的硅酸盐，还原性金属的硅酸盐均匀分布于一次颗粒内。
205.在一些实施方式中，硅酸盐包括硅酸锂，即还原性金属元素为li。
206.在一些实施方式中，硅酸锂包括li2sio3、li4sio4、li2si2o5、li2si3o7中的至少一种。优选地，硅酸锂为li2si2o5。
207.在一些实施方式中，硅酸盐包括晶态的li2si2o5，li2si2o5的晶粒尺寸《20nm；通过控制生成的硅酸盐的晶粒尺寸，最终使硅氧材料在获得高的首次库伦效率的同时，提高了材料的循环性能。此外，硅酸盐(特别是硅酸锂)具有良好的锂离子传导特性，结合其较小的晶粒尺寸，更好地保证锂离子顺畅地完成嵌/脱锂反应，表现出良好的倍率性能，安全性高。
208.在一些实施方式中，硅酸盐包括晶态的li2si2o5，硅氧材料中的li2si2o5的质量含量为20％～80％，具体可以是20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、60％、70％或80％等等，在此不做限定。
209.在一些实施方式中，硅氧材料中的si与li的摩尔比为(1～50):1，具体可以是1:1、5:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1或50:1等，在此不做限定。
210.在一些实施方式中，硅酸盐弥散分布于硅氧化物中，可缓解硅在充放电时的体积膨胀问题。而球形结构能进一步提升材料的结构稳定性，使得其具有优异的循环性能且体
积效应小，从而具有优异的电化学性能。
211.在一些实施方式中，硅氧材料还包括非金属掺杂元素，例如n，s，p等。
212.在一些实施方式中，一次颗粒的wadell球形度》0.95。
213.在一些实施方式中，硅氧材料的d
50
≤50μm。具体地，d50可以为50μm、45μm、40μm、38μm、35μm、33μm、30μm、25μm、20μm、15μm、10μm、8μm、6μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
214.在一些实施方式中，硅氧材料粒径分布满足：3μm《d
50
《10μm，2μm≤d
10
≤5μm，0.8≤(d
90-d
10
)/d
50
≤1.2。将硅氧材料一次颗粒的粒径控制在了合适的微米范围内，可防止由于粒径过小所导致的较大的比表面积以及硅氧材料的氧化问题，这些都会带来容量和首效的降低；(d
90-d
10
)/d
50
代表了材料的粒径分布，较窄的粒径分布大大降低了材料中微粉和大颗粒所占的比例，免去后续再处理的过程中去微粉工序，能够提升产品循环性能，改善膨胀率，高温存储与高温循环；较低比例的大颗粒可以改善循环，使材料具有优异的循环、膨胀、高温存储及高温循环性能。具体地，d
50
可以是3.5μm、4μm、6μm、8μm、9.5μm，d
10
可以是2μm、4μm、5μm；(d
90-d
10
)/d
50
可以是0.8、0.9、1.0、1.1、1.2，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
215.在一些实施方式中，硅氧材料的比表面积小于10m2/g，若比表面积大于10m2/g，会导致容量和首效的降低，影响电池的性能。硅氧化物的比表面积具体可以为0.2m2/g、0.6m2/g、1.0m2/g、1.5m2/g、1.8m2/g、2.0m2/g、2.5m2/g、3.0m2/g、3.6m2/g、4.0m2/g、4.2m2/g、4.6m2/g、5m2/g、5.2m2/g、5.5m2/g、5.8m2/g、6.0m2/g、6.2m2/g、6.8m2/g、7.0m2/g、7.4m2/g、8.0m2/g、8.5m2/g、9.2m2/g或9.8m2/g，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
216.在一些实施方式中，硅氧材料中的si微晶尺寸≤20nm。具体地，硅氧化物中的si微晶尺寸可以为20nm、18nm、15nm、12nm、10nm、9.2nm、8nm、6.7nm、6nm、5nm或3nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
217.在一些实施方式中，硅氧化物中si微晶尺寸≤10nm。si晶粒的大小反映了硅氧化物歧化程度，si晶粒尺寸越大，说明歧化程度越高，则会生成大量si晶粒和sio2，从而带来单质si所导致的更大体积膨胀和sio2无容量所导致的容量降低等问题，不利于表现出sio本身的优异性能。
218.需要说明的是，上述各个实施方式的硅氧材料在不相互矛盾的情况下，可以任意进行组合，比如比表面积与si微晶尺寸进行组合限定等。
219.【第二方面】
220.本技术提供一种负极材料，该负极材料包括第一方面的硅氧材料。
221.将上述硅氧材料用于负极材料时，其在循环过程中结构更稳定，避免sei膜反复生成导致材料颗粒破碎，有利于提升负极材料的循环性能并降低由于sei膜生成所导致的体积膨胀。
222.需要说明的是，上述负极材料并不限于仅包括上述硅氧材料，在一些优选的实施方式中，可以根据对负极材料组成的设计，加入其他材料与上述硅氧化物配合以优化负极材料的各方面的性能。
223.在一些实施方式中，上述负极材料还包括包覆于硅氧材料的表面的碳层。
224.可以理解地，负极材料中硅氧材料内核的球形度高，进行碳包覆时碳材料可以包覆得更均匀，碳层厚度更均一，裸露的硅氧材料一次颗粒及碳层薄弱处更少，有利于提升负极材料的循环稳定性。
225.在一些实施方式中，碳层厚度的最大值与最小值之差小于最小值。
226.在一些实施方式中，碳层的厚度为10nm～500nm，进一步优选为50nm～200nm。具体地，碳层的厚度可以为10nm、50nm、80nm、100nm、120nm、150nm、200nm、300nm、400nm或500nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
227.在一些实施方式中，上述负极材料的d
50
≤100μm。具体地，负极材料的d
50
可以为100μm、90μm、80μm、70μm、65μm、60μm、58μm、55μm、50μm、48μm、40μm、35μm、30μm、25μm、20μm、15μm或10μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
228.在一些实施方式中，上述负极材料还可包括硅。
229.在一些实施方式中，上述负极材料还可包括硅及含锂化合物。
230.在一些实施方式中，上述负极材料还包括硅及硅酸锂。进一步的，硅酸锂包括li2sio3、li4sio4、li2si2o5及li2si3o7中的至少一种。
231.在一些实施方式中，将上述硅氧材料应用于负极材料时，负极材料还可包括金属化合物，其中，金属化合物包括金属氧化物、金属硅化物及金属硅酸盐中的至少一种。
232.在一些实施方式中，上述负极材料还包括碳材料，硅氧材料分散于碳材料中。
233.硅氧材料分散于碳材料中，碳材料为硅氧材料构建了导电网络，克服了硅氧材料导电性差的缺点，有利于硅氧材料的容量发挥以及循环稳定。
234.另一实施方式的负极材料，负极材料包括硅氧材料和碳材料，硅氧材料分散于碳材料中，负极材料为球形颗粒，负极材料的wadell球形度》0.3。
235.该负极材料整体球形度高，硅氧材料在膨胀过程中得以向所有方向均匀膨胀，膨胀应力得以均匀分散，同时球形结构稳定，在长循环的过程中颗粒不易破碎。颗粒凸出处的存在是容易断裂的薄弱点，球形结构避免了此结构的存在，故长循环过程中sei膜生长缓慢，膨胀率低，碳材料克服了硅氧材料导电性差的缺点，有利于硅氧材料的容量发挥以及循环稳定。
236.具体地，负极材料的wadell球形度可以为0.31、0.35、0.40、0.42、0.45、0.5、0.55、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95等，可以理解地，负极材料的wadell球形度并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
237.在一些实施方式中，硅氧材料均匀弥散分散于碳材料中。
238.在一些实施方式中，碳材料包覆硅氧材料。
239.在一些实施方式中，负极材料的wadell球形度》0.5。
240.在一些实施方式中，负极材料的wadell球形度》0.92。具体地，负极材料的wadell球形度可以为0.925、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97等。该负极材料的球形度在该范围下，能够保证sio
x
在膨胀过程中得以向所有方向均匀膨胀，膨胀应力得以均匀分散。同时球体结构稳定，在长循环的过程中颗粒不易破碎。颗粒凸出处的存在是容易断裂的薄弱点，球形结构避免了此结构的存在，长循环过程中有效规避了sei膜的反复生长和破碎。
241.在一些实施方式中，在硅氧材料中，氧元素的质量占硅元素与氧元素总和的0％～67％，且不包含0％。具体地，氧元素的质量占硅元素与氧元素总和可以为0.5％、1％、5％、
10％、15％、18％、21％、28％、30％、37％、42％、47％、50％、55％、60％或67％。可以理解的是，氧元素的质量占硅元素与氧元素总和并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
242.在一些实施方式中，在负极材料球形颗粒中，硅氧化物的d50≤1.5μm。硅氧化物的粒径越小，在碳材料中的分散程度也越高。具体地，硅氧化物的d50可以为1.5μm、1.2μm、1μm、0.8μm、0.5μm、0.4μm、0.2μm或0.1μm。可以理解的是，硅氧化物的d50并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
243.在一些实施方式中，硅氧化物中si微晶尺寸≤50nm。si微晶尺寸越小，硅氧化物的循环性能更优，膨胀率更低。具体地，硅氧化物中si微晶尺寸可以为50nm、46nm、40nm、38nm、34nm、30nm、28nm、25nm、23nm、20nm、16nm、13nm、10nm、7nm、5nm或3.8nm等，可以理解的是，硅氧化物中si微晶尺寸并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，硅氧化物中si微晶尺寸≤20nm，更优选地，硅氧化物中si微晶尺寸≤10nm。
244.在一些实施方式中，负极材料的d
50
≤40μm。负极材料的粒度越小，越不容易破碎，膨胀就越低。具体地，负极材料的d
50
可以为40μm、35μm、33μm、30μm、27μm、24μm、21μm、18μm、15μm、13μm、10μm、7μm、5μm、3μm或1.5μm等。可以理解的是，负极材料的d
50
并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
245.在一些实施方式中，负极材料的孔隙率＜20％。孔隙率越小，说明碳材料与硅氧化物之间接触越紧密，并有利于保持结构稳定性，有利于负极材料的容量发挥及循环稳定性。具体地，负极材料的孔隙率可以为19.2％、18％、15％、13％、10％、8％、5％、3％或2％等。可以理解的是，负极材料的孔隙率并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
246.在一些实施方式中，硅氧材料占负极材料质量的40％～95％。具体地，硅氧化物占负极材料的质量分数可以为40％、45％、50％、58％、60％、63％、67％、70％、74％、78％、80％、85％、90％、93％或95％。可以理解的是，硅氧化物占负极材料的质量分数并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
247.在一些实施方式中，碳材料包括无定形碳。
248.在一些实施方式中，上述负极材料还包括石墨，石墨分散于碳材料中，石墨的加入有利于增加体系的导电性及首次库伦效率。
249.在一些实施方式中，以负极材料的总质量为100％计，石墨的质量分数为0％～40％，硅氧化物的质量分数为40％～95％，碳材料的质量分数为5％～60％。
250.进一步地，石墨包括天然石墨、人造石墨及中间相炭微球中的至少一种。
251.另一实施方式的负极材料，负极材料包括硅氧材料和碳材料，碳材料原位生长形成于硅氧材料表面，且碳材料具有石墨烯结构，硅氧材料均匀分散于具有石墨烯结构的碳材料中。
252.在一些实施方式中，在拉曼光谱中，负极材料具有碳特征峰d、碳特征峰g、硅特征峰a及石墨烯特征峰b；
253.在一些实施方式中，硅特征峰a的峰强度ia与石墨烯特征峰b的峰强度ib的比值ia/ib为0.1～50，具体可以是0.1、0.5、0.8、1、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45或50等等。ia/ib比值过大，过多的sio裸露在一次颗粒的表面，碳包覆不完整，负极材料导电性下降，难以发
挥电化学性能；ia/ib比值过小，碳包覆层过厚，材料的比容量下降。
254.在一些实施方式中，碳特征峰d的峰强度id与碳特征峰g的峰强度ig的比值id/ig为0.5～2.0，具体可以是0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、1.8或2.0等等，当id/ig比值过大时，复合负极材料首次效率下降；当id/ig比值过小时，复合负极材料的倍率性能下降。
255.在一些实施方式中，石墨烯特征峰b的峰强度ib与碳特征峰d的峰强度id的比值ib/id为0～1，具体可以是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0等等。
256.另一实施方式的负极材料，负极材料包括硅氧材料和碳材料，其中，硅氧材料分散于碳材料中，负极材料为二次颗粒，负极材料的wadell球形度》0.91。硅氧材料球形度高能在形成二次颗粒时结构更稳定，二次颗粒和硅氧材料球形度都很高就保证了二次颗粒整体负极材料结构的稳定性。
257.在一些实施方式中，硅氧材料为硅氧化物一次颗粒。
258.在一些实施方式中，硅氧化物中粒径在1.0μm以下的粉末体积占全部硅氧化物的15％以下。
259.在一些实施方式中，硅氧化物的粒径分布满足：d
90
《25.0μm，d
10
》0.5μm，1μm≤d
50
≤10μm。将硅氧材料一次颗粒的粒径控制在了合适的微米范围内，可防止由于粒径过小所导致的较大的比表面积以及硅氧材料的氧化问题，这些都会带来容量和首效的降低。具体地，d
90
可以是3.5μm、4μm、6μm、8μm、9.5μm、15μm、19.5μm、20.5μm、23.5μm或24.5μm等，d
10
可以是0.5μm、0.8μm、1.0μm、2μm、4μm、5μm；d
50
可以是1.0μm、1.2μm、2.0μm、4.5μm、5.5μm、7.5μm、8.5μm或10μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
260.在一些实施方式中，硅氧化物中的si微晶尺寸1.0nm～20nm；具体地，硅氧化物中的si微晶尺寸可以为20nm、18nm、15nm、12nm、10nm、9.2nm、8nm、6.7nm、6nm、5nm、3nm或1.0nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
261.在一些实施方式中，负极材料的比表面积为0.5m2/g～50m2/g；负极材料的比表面积具体可以为0.5m2/g、0.6m2/g、1.0m2/g、1.5m2/g、2.0m2/g、2.5m2/g、3.0m2/g、3.6m2/g、4.0m2/g、4.6m2/g、5m2/g、5.5m2/g、5.8m2/g、6.0m2/g、6.8m2/g、7.0m2/g、7.4m2/g、8.0m2/g、8.5m2/g、9.8m2/g、15m2/g或50m2/g，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
262.在一些实施方式中，负极材料的压实密度为0.5g/cm3～5.0g/cm3；具体可以是0.5g/cm3、0.8g/cm3、1.0g/cm3、1.2g/cm3、1.5g/cm3、2.0g/cm3、2.5g/cm3、3.0g/cm3、3.5g/cm3、4.0g/cm3或5.0g/cm3等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。可以理解地，负极材料的压实密度控制在上述范围内，有利于提升材料的能量密度。
263.在一些实施方式中，负极材料的粒径d
50
是硅氧化物的粒径d
50
的2～10倍；具体可以是2倍、3倍、5倍、7倍、8倍或10倍等。优选地，负极材料的粒径d
50
是硅氧化物的粒径d
50
的2～5倍；
264.在一些实施方式中，负极材料的粒径满足以下关系：20μm≤d
90
≤50μm，5μm＜d
50
＜20μm，2μm≤d
10
≤5μm；具体地，d
90
可以是20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm等，d
10
可以是2μm、2.5μm、3μm、4μm或5μm；d
50
可以是5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm或20μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
265.在一些实施方式中，负极材料中碳元素的质量含量为2％～20％；具体可以是2％、
5％、8％、10％、12％、15％、18％或20％等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
266.在一些实施方式中，负极材料的孔隙率为1％～50％，负极材料的孔隙率具体可以是1％、5％、10％、20％、35％、48％或50％等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。可以理解地，适当的孔隙率，有利于缓解负极材料的体积膨胀。孔隙率过高，会显著降低材料的体积能量密度。优选地，负极材料的孔隙率为2％～20％。
267.本技术提供一种负极材料，该负极材料包括第一方面的硅氧材料以及位于硅氧材料表面的包覆层，包覆层包括柔性聚合物。
268.在上述方案中，包覆层包覆在硅氧材料的表面，通过柔性聚合物有效阻止电解液中的水份与硅氧材料接触，产生碱性，改善硅氧材料的加工稳定性问题，也不会影响材料的水系加工性能，进一步通过柔性聚合物能够更加有效地抑制硅基材料的膨胀，使得负极材料的导电率高、导电性稳定，因此，本发明提供的硅基负极材料非常适合用于锂离子电池，具有优异的循环膨胀性能。
269.在一些实施方式中，柔性聚合物包括天然的柔性聚合物和/或合成的柔性聚合物。
270.在一些实施方式中，柔性聚合物包括聚烯烃及其衍生物，聚乙烯醇及其衍生物，聚丙烯酸及其衍生物，聚酰胺及其衍生物，羧甲基纤维素及其衍生物，和海藻酸及其衍生物中的至少一种。
271.本技术“天然的柔性聚合物和/或合成的柔性聚合物”指：可以是天然的柔性聚合物，也可以是合成的柔性聚合物，还可以是天然的柔性聚合物和合成的柔性聚合物的混合物。
272.柔性聚合物的组合典型但非限制性实例有：聚烯烃和聚乙烯醇的组合，聚乙烯醇和羧甲基纤维素的组合，羧甲基纤维素和海藻酸的组合，聚酰胺和羧甲基纤维素的衍生物的组合，聚烯烃、聚烯烃的衍生物和聚丙烯酸的组合，聚乙烯醇、聚酰胺的衍生物和海藻酸的组合，聚烯烃、聚乙烯醇、聚丙烯酸的衍生物、聚酰胺和海藻酸的组合等。
273.在一些实施方式中，柔性聚合物包括聚烯烃及其衍生物、聚烯烃及其衍生物与海藻酸及其衍生物的组合。
274.在一些实施方式中，柔性聚合物包括聚碳酸酯。
275.在一些实施方式中，柔性聚合物的重均分子量为2000-1000000，例如可以是2000、5000、10000、15000、20000、30000、40000、50000、60000、75000、100000、200000、300000、350000、400000、500000、600000、650000、700000、800000、900000或1000000等，优选为100000-500000。
276.在一些实施方式中，柔性聚合物上含有热交联型官能团(也称为可热交联官能团)，热交联型官能团包括环氧基、羧基、羟基、氨基、双键和叁键中的至少一种。可以理解地，热交联型官能团在加热到一定温度条件下发生交联反应。可以理解地，交联(也可称为交联反应)是指2个或者更多的分子相互键合交联成网络结构的较稳定分子(体型分子)反应，交联反应可以根据触发因素分为物理交联、化学交联等，在此不做限定。
277.在一些实施方式中，包覆层还包括导电材料。
278.在一些实施方式中，导电材料包括鳞片石墨及纳米碳类材料。
279.在一些实施方式中，鳞片石墨贴合于硅氧材料的表面；柔性聚合物包覆于硅氧材
料及鳞片石墨的表面；纳米碳类材料填补于硅氧材料表面未被鳞片石墨贴合的区域，和/或，纳米碳类材料填补于硅氧材料表面未被柔性聚合物包覆的区域。在贴合于硅氧材料表面的鳞片石墨、包覆在硅氧材料及鳞片石墨表面的柔性聚合物和硅酸锂以及填补在空隙区域的纳米碳类材料的共同作用下，可有效抑制硅氧材料的膨胀，同时，由于鳞片石墨的贴合以及纳米碳类材料的空隙区域填补，使制备得到的包覆后的负极材料性能优异，有效抑制循环膨胀性能、延长锂离子电池的使用寿命。
280.在一些实施方式中，鳞片石墨烯包括然鳞片石墨和/或人造鳞片石墨。本发明“天然鳞片石墨和/或人造鳞片石墨”指：可以是天然鳞片石墨，也可以是人造鳞片石墨，还可以是天然鳞片石墨和人造鳞片石墨的混合物。
281.在一些实施方式中，导电材料包括鳞片石墨与纳米碳类材料的组合。当导电材料恰好全部为这两种材料的混合物时，可以更好地使这两种物质与硅基复合材料配合发挥抑制硅基材料膨胀的作用，进一步提高导电率和导电稳定性。
282.在一些实施方式中，纳米碳类材料包括导电石墨、石墨烯、碳纳米管或碳纳米纤维中的至少一种。
283.在一种可行的实施方式中，导电材料还可以包括导电金属、导电合金等等。导电金属例如可以是铜、铝、银、金等，导电合金例如可以是铜锌合金、铜铝合金、钛锌合金、铝铜锌合金等等。可以理解地，当导电材料中包括上述这些金属物质时，包覆在硅氧材料表面的包覆层内也会掺杂这些金属物质，从而进一步提高导电率。
284.在一些实施方式中，包覆层还包括非水溶性硅酸锂，非水溶性硅酸锂能够有效阻止电解液中的水份与硅氧材料接触，产生碱性，被包裹起来的硅氧材料即使易溶于水或显示强碱性，也不会影响材料的水系加工性能。
285.在一些实施方式中，非水溶性硅酸锂包括li2sio3及li2si2o5中的至少一种。
286.在一些实施方式中，以硅氧材料的总质量为100％计，柔性聚合物的质量百分比为0-10％且不包含0，例如0.5％、1％、1.5％、2％、3％、4％、5％、6.5％、8％、9％或10％等，优选为3-7％。
287.在一些实施方式中，以硅氧材料的总质量为100％计，鳞片石墨的质量百分比为0-20％，且不包含0，例如0.5％、1％、3％、3.5％、5％、6％、8％、10％、12％、13％、15％、16％、18％或20％等，优选为5-10％。
288.在一些实施方式中，以硅氧材料的总质量为100％计，纳米碳类材料的质量百分比为0-5％，且不包含0，例如0.5％、1％、2％、2.5％、3％、4％或5％等，优选为1-3％。
289.在一些实施方式中，包覆层的厚度在10nm～5000nm，包覆层的厚度例如可以是10nm、20nm、30nm、50nm、60nm、70nm、80nm、100nm、200nm、300nm、500nm、1000nm或5000nm等，在此不做限定。
290.在一些实施方式中，包覆层在负极材料中的质量占比为0％～20％且不包含0％；例如0.5％、1％、3％、3.5％、5％、6％、8％、10％、12％、13％、15％、16％、18％或20％等，优选为2％～10％。
291.【第三方面】
292.本技术实施例提供一种负极材料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
293.s110，将制备硅氧材料的原料进行热处理；
294.s120，冷却后得到包含硅氧化物的硅氧材料，其中，所述硅氧化物的化学式为sio
x
，0＜x＜2，所述硅氧材料的wadell球形度》0.92。
295.在上述方案中，将制备硅氧材料的原料在高温下进行热处理，同时生成硅氧化物液滴，硅氧化物液滴经过冷却，在表面张力的作用下自动变成球形，并硬化成球形硅氧化物，该球形硅氧化物颗粒在循环过程中能够保持结构稳定性，因此该材料具有较低的膨胀率和优异的循环性能。
296.在本技术的一些实施方式中，热处理的方式包括将制备硅氧材料的原料进行等离子体反应或者将制备硅氧材料的原料熔融后雾化，下面分别介绍这些实施方式：
297.步骤s210，将制备硅氧材料的原料进行等离子体反应；及
298.步骤s220，将反应后的产物进行冷却，得到包含硅氧化物的硅氧材料，其中，硅氧材料为一次颗粒，硅氧化物的化学式为sio
x
，0＜x＜2，一次颗粒的wadell球形度》0.92。
299.在一些实施方式中，s210的步骤具体包括：将制备硅氧材料的原料输送至等离子体流中进行等离子体反应。
300.在上述方案中，原料进入等离子体流中，在高温下进行反应，同时生成硅氧化物液滴，硅氧化物液滴经过冷却，在表面张力的作用下自动变成球形，并硬化成球形硅氧化物，该球形硅氧化物颗粒在循环过程中能够保持结构稳定性，因此该材料具有较低的膨胀率和优异的循环性能。
301.以下详细介绍本方案s210～s220提供的制备方法：
302.在步骤s210之前，方法还包括：
303.步骤s200，采用等离子体发生器产生等离子体流。
304.其中，等离子体发生器中充入有等离子体发生气体。
305.在一些实施方式中，等离子体发生器的射频功率为50-100000kw，这个范围可以产生低气压、高密度的等离子体。具体地，等离子体发生器的射频功率可以是50kw、70kw、100kw、150kw、200kw、250kw、500kw、1000kw、1500kw、2000kw、2500kw、3000kw、3500kw、4000kw、4500kw、5000kw、10000kw、20000kw、30000kw、40000kw、50000kw、60000kw、70000kw、80000kw、90000kw或100000kw等。等离子体发生器的射频功率并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
306.在一些实施方式中，等离子体发生器的直流功率为2kw～3000kw。具体地，等离子体发生器的直流功率可以是2kw、10kw、20kw、502kw、100kw、150kw、200kw、250kw、500kw、1000kw、1500kw、2000kw、2500kw、2800kw或3000kw。等离子体发生器的直流功率并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
307.在一些实施方式中，等离子体发生气体包括氮气及氩气中的至少一种。
308.在一些实施方式中，等离子体发生气体的压强控制在100torr～10000torr。具体可以是100torr、200torr、300torr、400torr、500torr、600torr、700torr、800torr、900torr、1000torr、2000torr、4000torr、6000torr、8000torr、10000torr。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。等离子体发生气体的压强控制在上述范围，可以通过控制气体碰撞的概率来得到稳定的等离子体。
309.在一些实施方式中，等离子体发生气体的径向气体速率为0.8m3/h～100m3/h。径向气体持续摄入来稳定等离子体喷射。
310.在一些实施方式中，等离子体发生气体的切向气体速率为1.0m3/h～20m3/h。切向气体用来在放电高温时保护石英管。
311.需要说明的是，产生等离子体流的方法不限于采用上述方法。
312.步骤s210，将制备硅氧材料的原料输送至等离子体流中进行等离子体反应。
313.在一些实施方式中，制备硅氧材料的原料包括si、sioy和sio2的混合物、sioy和si的混合物、si和sio2的混合物中的至少一种，其中，0＜y＜2。
314.在一些实施方式中，当制备的硅氧化物的化学式为sio时，制备硅氧材料的原料包括sih4和o2。
315.原料可以是所有在等离子体流中可以生成硅氧化物的物质，上述实施方式仅仅列举了一些优选的技术方案，不作为对本技术提供的技术方案的限制。
316.在一些实施方式中，等离子体流中的温度为1400℃～2400℃。具体地，等离子体温度可以为1400℃、1450℃、1500℃、1550℃、1575℃、1600℃、1650℃、1700℃、1764℃、1800℃、1850℃、1900℃、1950℃、2000℃、2150℃、2200℃、2270℃、2300℃或2400℃。可以理解地，等离子体流中的温度并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
317.在一些实施方式中，将原料输送到等离子体流中进行等离子体反应的步骤中，进料速率为2.0g/min～80g/min。具体地，可选为2.0g/min、5.0g/min、10.0g/min、15g/min、17.5g/min、20.0g/min、30g/min、35g/min、40.0g/min、45g/min、50g/min、55g/min、60.0g/min、65g/min、75g/min、80.0g/min。当原料颗粒粒径恒定不变时，原料在等离子体流中的停驻时间由进料速率决定，进料速率过大，则原料颗粒穿越等离子体流的时间太短，单个颗粒吸收的能量过低，导致颗粒熔融不充分，进而降低产物球化率，进料速率过小，虽然可以提升颗粒球化率，但是过低的速率会限制产率。需要在考虑球化率和产率的综合影响因素下确定合适的进料速率。
318.在一些实施方式中，将原料输送到等离子体流中进行等离子体反应的步骤具体为，使用载气将制备硅氧化物的原料输送至所述等离子体流中进行等离子体反应。
319.在一些实施方式中，载气包含氮气及氩气中的至少一种。
320.在一些实施方式中，载气流量为0.1m3/h～3m3/h。具体地，载气流量可以为0.1m3/h、0.5m3/h、0.8m3/h、1m3/h、1.2m3/h、1.5m3/h、1.75m3/h、2m3/h、2.2m3/h、2.6m3/h或3m3/h等。当载气流量过大时，等离子体发生装置中的径向气流场致使颗粒飞离高温区，而轴向气流则促使颗粒“回混”后飞入冷区，二者共同作用导致产物球化率显著降低；而过低的载气流量则导致原料极易堵塞喷嘴，降低原料的喷出速度，致使原料在等离子体焰矩内的停驻时间过长，造成大量汽化。因此，合适的载气流量有利于原料在等离子体焰矩内均匀分散，提高球化率。
321.在一些实施方式中，s210的步骤包括：使用载气将制备硅氧化物的原料输送至所述等离子体流中进行等离子体反应，并通入还原性气体。还原性气体可以促使sioy的还原，并且抑制电化学非活性sic的生成。
322.在一些实施方式中，还原性气体包含甲烷及氢气中的至少一种。
323.在一些实施方式中，原性气体与硅氧化物的摩尔比为0～0.25，且不包括0。
324.在一些实施方式中，还原性气体的径向速率为1m3/h～10m3/h，具体可以是1m3/h、
2m3/h、4m3/h、5m3/h、7m3/h、9m3/h或10m3/h等，在此不做限定。
325.步骤s220，将反应后的产物进行冷却，得到包含硅氧化物的硅氧材料。
326.在该实施方式中，冷却通过现有技术的水冷装置进行。
327.进一步地，在步骤s200之后，在步骤s210之前，方法还包括：
328.将制备硅氧材料的原料进行筛分至d
50
为2um-10um。具体地，原料d
50
的值可以为2um、3um、4um、5um、6um、7um、8um、9um、10um，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
329.在具体实施方式中，筛分包括破碎、球磨、筛选或分级中的至少一种。
330.在另一实施方式的硅氧材料的制备方法中，在制备硅氧材料的原料中加入适量的还原性金属，制备得到的硅氧材料一次颗粒，一次颗粒的wadell球形度》0.92，硅氧化物、还原性金属和/或还原性金属化合物均匀分布于一次颗粒内；硅氧化物的化学式为sio
x
，0＜x＜2。
331.在上述方案中，通过在制备硅氧材料的原料中增加一定比例的还原性金属，还原性金属在等离子体流下受热气化形成气态的还原性金属蒸气，从而实现对硅氧材料的掺杂。采用该复合硅氧材料作为原料制成的负极材料结构稳定，可有效避免空气等成分渗入到颗粒内部而导致活性成分失效，长期存放结构和性质不会劣化，非常适合用于锂离子电池。和单纯的硅氧材料相比，复合硅氧材料中的还原性金属和/或还原性金属化合物(特别是硅酸锂)可减少硅氧材料初次充电时对正极材料脱出的锂的消耗，制成的锂离子电池能够大大降低不可逆充电锂的消耗，具有较高的充放电比容量以及优异的首次库伦效率，提高了材料的循环性能。
332.在一些实施方式中，还原性金属化合物包括还原性金属的氧化物、还原性金属的硅化物和还原性金属的硅酸盐中的至少一种。
333.在一些实施方式中，还原性金属化合物包括还原性金属的硅酸盐，还原性金属的硅酸盐均匀分布于一次颗粒内。
334.在一些实施方式中，硅酸盐包括硅酸锂。硅酸锂具有良好的锂离子传导特性，结合其较小的晶粒尺寸，更好地保证锂离子顺畅地完成嵌/脱锂反应，表现出良好的倍率性能，安全性高。
335.在一些实施方式中，硅酸盐弥散分布于硅氧化物中，可缓解硅在充放电时的体积膨胀问题，而球形结构的一次颗粒能进一步提升材料的结构稳定性，使得其具有优异的循环性能且体积效应小，从而具有优异的电化学性能。
336.在一些实施方式中，还原性金属包括碱金属、碱土金属、过渡金属中的至少一种。
337.在一些实施方式中，还原性金属选自li、k、mg、al、ca、zn、na和ti中的至少一种。
338.在一些实施方式中，还原性金属包括li，制备硅氧材料的原料中的si与li的摩尔比为(1～50):1，具体可以是1:1、5:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1或50:1等，在此不做限定。
339.在一些实施方式中，步骤s220，包括：
340.将反应后的产物进行冷却，得到包括非li2si2o5硅酸盐以及硅氧化物的硅氧材料。
341.在一些实施方式中，还原性金属包括mg，制备硅氧材料的原料中的si与mg的摩尔比为(5～50):1，具体可以是5:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1或50:1等，
在此不做限定。
342.步骤s220，包括：将反应后的产物进行冷却，得到包括mgsio3硅酸盐以及硅氧化物的硅氧材料。
343.在一些实施方式中，在步骤s220之后，方法还包括将热处理后的产物进行水洗和/或酸洗。
344.在一些实施方式中，酸洗采用的酸包括盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸、磷酸、铬酸、氢氟酸、甲酸和乙酸中的至少一种。
345.在一些实施方式中，酸洗采用的酸包括硝酸和氢氟酸的混合液。
346.在一些实施方式中，硝酸和氢氟酸的质量比为1:(0.5～5)，具体可以是1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:3、1:4或1:5等，在此不做限定。
347.在一些实施方式中，酸洗的洗涤时间为10min～2000min。
348.在一些实施方式中，在将热处理后的产物进行水洗和/或酸洗之后，方法还包括将洗涤产物洗涤至中性，并进行固液分离及干燥。
349.在一些实施方式中，固液分离的方式包括离心分离和过滤分离中的至少一种。
350.在一些实施方式中，干燥的方式包括高温烘干和冷冻干燥中的至少一种。
351.另一实施方式的硅氧材料的制备方法，包括以下步骤：
352.步骤s310，将熔融的硅氧化物原料雾化，得到雾化产物；
353.步骤s320，将雾化产物进行冷却，得到包含硅氧化物的硅氧材料。
354.该实施方式制备得到的硅氧化物的化学式为sio
x
，其中0＜x＜2，硅氧化物为一次颗粒，硅氧化物的wadell球形度》0.92。
355.在上述方法中，将熔融的硅氧化物原料雾化成硅氧化物液滴，液滴在表面张力的作用下自动变成球形，冷却后固化成球形硅氧化物，该球形硅氧化物颗粒在循环过程中能够保持结构稳定性，因此该材料具有较低的膨胀率和优异的循环性能。
356.下面具体介绍本实施方式：
357.具体地，步骤s310包括：使用加压气体将熔融的硅氧材料的原料雾化。
358.在一些实施方式中，加压气体为保护性气体。
359.其中，保护性气体包括氮气、氩气、氖气、氪气和氦气中的至少一种。
360.在一些实施方式中，加压气体的压强为0.2mpa～100mpa。具体地，压强可以为0.2mpa、1mpa、5mpa、8mpa、10mpa、12mpa、15mpa、20mpa、25mpa、35mpa、50mpa、60mpa、75mpa、85mpa或100mpa，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
361.在一些实施方式中，步骤s310之前，所述方法还包括：将硅氧化物原料进行热处理至熔融。
362.在一些实施方式中，所述硅氧化物原料为sioz，其中，0＜z＜2。
363.在一些实施方式中，硅氧化物原料包括sio、si与sio2的混合物、si与sio2的混合物、sio与sio2的混合物中的至少一种。
364.在一些实施方式中，热处理的温度为1400℃～2200℃。具体地，热处理的温度可以为1400℃、1500℃、1600℃、1800℃、2000℃或2200℃。
365.步骤s320，将雾化产物冷却后得到包含硅氧化物的硅氧材料。
366.在一些实施方式中，冷却的步骤为冷却至100℃以下。具体地，冷却至90℃、80℃、
75℃、65℃、60℃、50℃等。
367.在一些实施方式中，冷却的速率为1℃/s～100℃/s。该冷却速率可以使硅氧化物液滴急速冷却，从而得到较小的si微晶尺寸。具体地，冷却的速率可以为1℃/s、10℃/s、20℃/s、35℃/s、45℃/s、60℃/s、70℃/s、80℃/s、90℃/s或100℃/s。
368.在一些实施方式中，冷却的方法为采用气体冷却。
369.在一些实施方式中，冷却所用气体为保护性气体。
370.具体地，保护性气体包括氮气、氩气、氖气、氪气和氦气中的至少一种。
371.另一实施方式的负极材料的制备方法，通过在制备硅氧化物的原料中加入了有机碳源，从而得到硅基材料和碳材料的复合材料，具体包括以下步骤：
372.步骤s410，将包含硅氧化物与有机碳源的原料进行热处理，使得有机碳源熔融；
373.步骤s420，将包含硅氧化物和熔融有机碳源的原料进行雾化；
374.步骤s430，将雾化后的产物进行冷却得到球形中间体；
375.步骤s440，将球形中间体进行碳化处理，得到负极材料。
376.该方法制备的负极材料包括硅氧化物和碳材料，硅氧化物的化学式为sio
x
，其中0＜x＜2，负极材料为球形颗粒，负极材料的wadell球形度》0.3。
377.在上述方案中，有机碳源熔融成为变成流动性较好的熔体，而硅氧化物仍然呈固相均匀分散在此熔体中，对该熔体体系使用加压气体打散成雾状液滴，固态硅氧化物分散在有机碳源液滴中，液滴在表面张力的作用下自动缩成球形并排除自身内部的气泡形成致密结构，再经过冷却变成固态球形中间体，球形中间体经过碳化处理，碳源转化为无定碳材料，硅氧化物分散在无定形碳材料中，形成球形负极材料，球形负极材料仍然维持了球形中间体的形貌，具有较高的球形度。
378.具体地，siow可以为sio
0.5
、sio
1.0
、sio
1.2
、sio
1.5
或sio
1.8
等。
379.在一些实施方式中，siow包括sio、si与sio的混合物、si与sio2的混合物、sio与sio2的混合物中的至少一种。
380.在一些实施方式中，siow的d50≤1.5μm。
381.在一些实施方式中，所述硅氧化物的原料还包括熔融的有机碳源。
382.在一些实施方式中，所述有机碳源包括糖类、酯类、烃类、有机酸和高分子聚合物中的至少一种。
383.在一些实施方式中，所述有机碳源包括聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈、聚丙烯酸、柠檬酸、聚乙二醇、聚吡咯、聚苯胺、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、柠檬酸、沥青、糠醛树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种。
384.在一些实施方式中，热处理的温度为100℃-600℃。具体的示例中，热处理的温度可以为100℃、120℃、150℃、200℃、250℃、280℃、300℃、400℃、450℃、500℃、550℃或600℃等。由于有机碳源的熔点远低于硅氧化物，此热处理的温度达到有机碳源的熔融温度，且不需要升温至硅氧化物的熔点就可以制备球形负极材料，避免了高温导致的硅氧化物中si微晶尺寸增大，使其保持在50nm以内。
385.进一步地，原料中还包含石墨。石墨的加入有利于增加体系的导电性及首次库伦效率。
386.在一些实施方式中，以石墨、siow和有机碳源总质量为100％计，石墨的质量分数
为0％-40％，siow的质量分数为40％～95％、有机碳源的质量分数为5％～60％。
387.在一些实施方式中，石墨包括天然石墨、人造石墨及中间相碳微球中的至少一种。
388.步骤s420，使用加压气体将包含硅氧化物和熔融有机碳源的原料进行雾化。
389.包含硅氧化物和熔融有机碳源的原料经过雾化得到的产物为硅氧化物颗粒分散于有机碳源液滴中；
390.在一些实施方式中，加压气体的压强为0.2mpa～100mpa，压强在该范围下的加压气体能够将硅氧化物和熔融有机碳源的原料进行雾化。具体的示例中，加压气体的压强可以为0.2mpa、10mpa、20mpa、30mpa、40mpa、50mpa、70mpa、80mpa、90mpa或100mpa。
391.在一些实施方式中，加压气体包括保护性气体，保护性气体包括氮气、氩气、氖气、氪气和氦气中的至少一种。
392.需要说明的是，雾化的方法可以使用本领域常用的雾化装置，以将包含硅氧化物和熔融有机碳源的原料进行雾化，使得硅氧化物颗粒分散于有机碳源液滴中。
393.步骤s430，将雾化后的产物进行冷却得到球形中间体。
394.在一些实施方式中，冷却过程为将雾化后的产物冷却至100℃以下。
395.在一些实施方式中，冷却速率为1℃/s～100℃/s，快速冷却有利于得到较小的si微晶尺寸。
396.在一些实施方式中，冷却过程为气体冷却，进一步地，气体为保护性气体。
397.更进一步地，保护性气体包括氮气、氩气、氖气、氪气和氦气中的至少一种。
398.步骤s440，将球形中间体进行碳化处理，得到负极材料。
399.在一些实施方式中，碳化处理在保护气氛下进行。
400.进一步地，保护气氛的气体包含氮气、氩气、氖气、氪气及氦气中的至少一种。
401.在一些实施方式中，碳化处理的温度为600℃～1000℃，时间为1h～24h。
402.在一些实施方式中，所述方法还包括：在制备硅氧材料的原料中加入碳源气体，并且进行了二次造粒。
403.具体的实施方式为：将碳源气体及硅氧材料输送等离子体流中进行二次造粒，冷却得到包含硅氧化物及碳材料的负极材料，其中，负极材料为二次颗粒，硅氧化物的化学式为sio
x
，0＜x＜2，负极材料的wadell球形度》0.91。
404.在上述方案中，通过对硅氧化物进行二次造粒，形成的产品球形度高，增加内部结构的应力，提高材料的强度，进而提高循环和倍率性能。
405.在一些实施方式中，硅氧材料为硅氧化物一次颗粒。
406.在一些实施方式中，硅氧化物中粒径在1.0μm以下的粉末体积占全部硅氧化物的15％以下。
407.在一些实施方式中，硅氧化物的粒径d
90
《25.0μm，d
10
》0.5μm，1μm≤d
50
≤10μm；
408.在一些实施方式中，硅氧化物中的si微晶尺寸1.0nm～20nm；
409.在一些实施方式中，在将碳源气体输送等离子体流中进行二次造粒的步骤，还包括往等离子体流中加入碳质粘结剂。
410.在一些实施方式中，所碳质粘结剂包括糖类、酯类、烃类、有机酸和高分子聚合物中的至少一种；
411.在一些实施方式中，碳质粘结剂包括聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈、聚丙
烯酸、聚乙二醇、聚吡咯、聚苯胺、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、柠檬酸、沥青、糠醛树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种；
412.在一些实施方式中，碳质粘结剂与硅氧化物的质量比为5:95～50:50；
413.在一些实施方式中，碳源气体包括烃类；
414.在一些实施方式中，碳源气体包括甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丙炔、丙酮和苯中的至少一种；
415.在一些实施方式中，负极材料的粒径d
50
是硅氧化物的粒径d
50
的2～10倍；
416.在一些实施方式中，负极材料的粒径满足以下关系：20μm≤d90≤50μm，5μm＜d50＜20μm，2μm≤d10≤5μm；
417.在一些实施方式中，负极材料中碳元素的质量含量为2％～20％；
418.在一些实施方式中，负极材料的孔隙率为1％～50％。
419.另一实施方式的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
420.步骤s130，将硅氧材料进行碳包覆处理，得到负极材料。
421.其中，硅氧材料可采用步骤s110～步骤s120制备。
422.该制备方法得到的负极材料包括硅氧材料以及包覆于硅氧材料表面的碳层，硅氧材料包括硅氧化物，硅氧化物的化学式为sio
x
，其中0＜x＜2，硅氧材料为一次颗粒，硅氧材料的wadell球形度》0.92。
423.在一实施方式中，碳包覆处理具体为固相碳包覆、液相碳包覆及气相碳包覆中的至少一种。
424.具体地，气相碳包覆具体为：将冷却后的产物置于化学气相沉积装置中，通入碳源气体进行热裂解，使无定型碳沉积在物料表面。
425.在一些实施方式中，气相碳包覆所用的碳源气体包括烃类。
426.在一些实施方式中，碳源气体包括甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丙炔、丙酮和苯中的至少一种。
427.在一些实施方式中，化学气相沉积装置包括回转式化学气相沉积反应炉、等离子增强化学气相沉积反应炉、化学气相沉积管式炉和流化床中的至少一种。具体地，化学气相沉积装置为回转炉和箱式炉中的至少一种。
428.在一些实施方式中，热裂解的温度为600℃-1000℃。
429.在一些实施方式中，硅氧材料的加热温度为500℃～1200℃，保温时间为0.5h～20h。
430.在一些实施方式中，碳化处理的反应气压为1.0atm～10.0atm。
431.在一些实施方式中，在通入保护性气体及碳源气体时还通入辅助气体，辅助气体包括h2；碳源气体和辅助气体的摩尔比为(2～10):1。
432.在一些实施方式中，保护性气体包括氮气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气中的至少一种。
433.在一些实施方式中，固相碳包覆过程具体为，将硅氧材料与固相碳源混合得到的混合物进行碳化处理，得到负极材料。
434.在一些实施方式中，固相碳包覆所用的碳源包括糖类、酯类、烃类、有机酸和高分子聚合物中的至少一种。具体可以是聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚乙
二醇、聚吡咯、聚苯胺、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、柠檬酸、沥青、糠醛树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种。
435.在一些实施方式中，冷却后的产物与碳源的混合方式，可为vc混合、融合、球磨、三维混合、流化床混合等。
436.在一些实施方式中，混合在融合机中进行，融合时间为0.5h-2h，融合机转速为500r/min～5000r/min。
437.在一些实施方式中，固相碳源与硅氧材料的质量比为5：(5～95)。
438.在一些实施方式中，碳化处理的温度500℃-1000℃，碳化处理的时间为2h-20h。
439.在一些实施方式中，固相碳包覆所用设备为回转炉、箱式炉、辊道窑、隧道窑、推板窑中的至少一种。
440.在一些实施方式中，保护性气体可为氮气、氩气、氦气、氖气、氪气及氙气中的至少一种。
441.液相碳包覆过程具体为将冷却后的产物与碳源混合均匀，然后置于炉中，通入保护性气体，热处理使碳源裂解包覆在冷却后的产物表面。
442.在一些实施方式中，液相碳包覆所用的碳源为有机碳源，具体可以为低温液相沥青、糠醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯等。
443.在一些实施方式中，保护性气体可为氮气、氩气、氦气、氖气、氪气及氙气中的至少一种。
444.在一些实施方式中，热处理温度为600℃～1000℃。
445.另一实施方式的负极材料的制备方法，在制备硅氧材料后，还包括：
446.利用含柔性聚合物的包覆液对所述硅氧材料进行包覆处理，得到负极材料。
447.在上述方案中，本发明利用聚合物包覆液对硅氧材料进行包覆处理，聚合物沉淀包覆于硅氧材料的表面，通过聚合物的牵引和捆绑作用，有利于硅氧材料循环膨胀过程中维持电连接，可有效抑制硅基活性物质的膨胀，显著提升了硅基活性物质的抑制循环膨胀性能、延长锂离子电池的使用寿命。
448.在一些实施方式中，柔性聚合物包括天然的柔性聚合物和/或合成的柔性聚合物。
449.在一些实施方式中，柔性聚合物包括聚烯烃及其衍生物，聚乙烯醇及其衍生物，聚丙烯酸及其衍生物，聚酰胺及其衍生物，羧甲基纤维素及其衍生物，和海藻酸及其衍生物中的至少一种。
450.本技术“天然的柔性聚合物和/或合成的柔性聚合物”指：可以是天然的柔性聚合物，也可以是合成的柔性聚合物，还可以是天然的柔性聚合物和合成的柔性聚合物的混合物。
451.柔性聚合物的组合典型但非限制性实例有：聚烯烃和聚乙烯醇的组合，聚乙烯醇和羧甲基纤维素的组合，羧甲基纤维素和海藻酸的组合，聚酰胺和羧甲基纤维素的衍生物的组合，聚烯烃、聚烯烃的衍生物和聚丙烯酸的组合，聚乙烯醇、聚酰胺的衍生物和海藻酸的组合，聚烯烃、聚乙烯醇、聚丙烯酸的衍生物、聚酰胺和海藻酸的组合等。
452.在一些实施方式中，柔性聚合物包括聚烯烃及其衍生物、聚烯烃及其衍生物与海藻酸及其衍生物的组合。
453.在一些实施方式中，柔性聚合物包括聚碳酸酯。
454.在一些实施方式中，柔性聚合物的重均分子量为2000-1000000，例如可以是2000、5000、10000、15000、20000、30000、40000、50000、60000、75000、100000、200000、300000、350000、400000、500000、600000、650000、700000、800000、900000或1000000等，优选为100000-500000。
455.在一些实施方式中，柔性聚合物上含有热交联型官能团(也称为可热交联官能团)，热交联型官能团包括环氧基、羧基、羟基、氨基、双键和叁键中的至少一种。可以理解地，热交联型官能团在加热到一定温度条件下发生交联反应。可以理解地，交联(也可称为交联反应)是指2个或者更多的分子相互键合交联成网络结构的较稳定分子(体型分子)反应，交联反应可以根据触发因素分为物理交联、化学交联等，在此不做限定。
456.在一些实施方式中，所述包覆液包括溶剂，溶剂包括水、甲醇、乙醇、聚吡咯烷酮、异丙醇、丙酮、石油醚、四氢呋喃、乙酸乙酯、n，n-二甲基乙酰胺、n，n-二甲基甲酰胺、正己烷和卤代烃中的至少一种。
457.在一些实施方式中，所述包覆液包括反溶剂，反溶剂包括柔性聚合物的不良溶剂。
458.在一些实施方式中，反溶剂包括甲醇、乙醇、聚吡咯烷酮、异丙醇、丙酮、石油醚、四氢呋喃、乙酸乙酯、n，n-二甲基乙酰胺、n，n-二甲基甲酰胺、正己烷和卤代烃中的至少一种。
459.在一些实施方式中，所述利用含柔性聚合物的包覆液对所述硅氧材料进行包覆处理的步骤包括：
460.向所述柔性聚合物的包覆液中加入硅氧材料，搅拌，分离得到负极材料前驱体，对所述负极材料前驱体进行热处理。
461.在一些实施方式中，热处理的温度为100℃-400℃，具体可以是100℃、125℃、150℃、170℃、200℃、220℃、240℃、260℃、300℃、350℃或400℃等，优选为150-250℃。
462.在一些实施方式中，热处理的时间为2h-12h；具体可以是2h、4h、5h、6.5h、8h、10h、11h或12h等。
463.在一些实施方式中，搅拌的温度为20℃～100℃，搅拌的时间为1～24h；搅拌的温度具体可以是20℃、30℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃或100℃等；搅拌的时间具体可以是1h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、5h、6h、7h、12h、18h或24h等。
464.在一些实施方式中，所述包覆液还包括导电材料。
465.在一些实施方式中，导电材料包含鳞片石墨和纳米碳类材料。
466.在一些实施方式中，鳞片石墨贴合于硅氧材料的表面；柔性聚合物包覆于硅氧材料及鳞片石墨的表面；纳米碳类材料填补于硅氧材料表面未被鳞片石墨贴合的区域，和/或，纳米碳类材料填补于硅氧材料表面未被柔性聚合物包覆的区域。在贴合于硅氧材料表面的鳞片石墨、包覆在硅氧材料及鳞片石墨表面的柔性聚合物和硅酸锂以及填补在空隙区域的纳米碳类材料的共同作用下，可有效抑制硅氧材料的膨胀，同时，由于鳞片石墨的贴合以及纳米碳类材料的空隙区域填补，使制备得到的包覆后的负极材料性能优异，有效抑制循环膨胀性能、延长锂离子电池的使用寿命。
467.在一些实施方式中，鳞片石墨烯包括然鳞片石墨和/或人造鳞片石墨。本发明“天然鳞片石墨和/或人造鳞片石墨”指：可以是天然鳞片石墨，也可以是人造鳞片石墨，还可以是天然鳞片石墨和人造鳞片石墨的混合物。
468.在一些实施方式中，导电材料包括鳞片石墨与纳米碳类材料的组合。当导电材料
恰好全部为这两种材料的混合物时，可以更好地使这两种物质与硅基复合材料配合发挥抑制硅基材料膨胀的作用，进一步提高导电率和导电稳定性。
469.在一些实施方式中，纳米碳类材料包括导电石墨、石墨烯、碳纳米管或碳纳米纤维中的至少一种。
470.在一种可行的实施方式中，导电材料还可以包括导电金属、导电合金等等。导电金属例如可以是铜、铝、银、金等，导电合金例如可以是铜锌合金、铜铝合金、钛锌合金、铝铜锌合金等等。可以理解地，当导电材料中包括上述这些金属物质时，包覆在硅氧材料表面的包覆层内也会掺杂这些金属物质，从而进一步提高导电率。
471.在一些实施方式中所述包覆液还包括非水溶性硅酸锂。非水溶性硅酸锂能够有效阻止电解液中的水份与硅氧材料接触，产生碱性，被包裹起来的硅氧材料即使易溶于水或显示强碱性，也不会影响材料的水系加工性能。
472.在一些实施方式中，非水溶性硅酸锂包括li2sio3及li2si2o5中的至少一种；
473.在一些实施方式中，包覆层的厚度为10nm-5000nm；，包覆层的厚度例如可以是10nm、20nm、30nm、50nm、60nm、70nm、80nm、100nm、200nm、300nm、500nm、1000nm或5000nm等，在此不做限定。
474.在一些实施方式中，包覆层在负极材料中的质量占比为0％～20％且不包含0％；例如0.5％、1％、3％、3.5％、5％、6％、8％、10％、12％、13％、15％、16％、18％或20％等，优选为2％～10％。
475.本技术还提供了一种锂离子电池，包括的负极材料或的制备方法得到的负极材料。
476.一种极片，包括上述的负极材料或上述的制备方法得到的负极材料。
477.下面分多个实施例对本技术实施例进行进一步的说明。其中，本技术实施例不限定于以下的具体实施例。在保护范围内，可以适当的进行变更实施。
478.实施例1
479.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
480.(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
481.(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
482.(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料。
483.本实施例的硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒。
484.本实施例制得的球形sio的电镜图如图2a、2b所示，由图2a、2b可以看出，本实施例制得的球形sio颗粒表面光滑圆润，球体的球形度较好，切面图显示出球体内部也是均一结构。
485.进一步地，(4)取sio置于cvd回转炉中，通入乙炔作为碳源，通入氮气作为保护气，800℃沉积60min，冷却出料得碳材料包覆sio的负极材料。
486.本实施例的负极材料包括球形sio以及包覆于球形sio表面的碳层，球形sio为一
次颗粒。碳层的厚度最大值为120nm，碳层的厚度最小值为80nm，负极材料的平均粒径d50为20μm。
487.实施例2
488.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
489.(1)控制等离子体发生器中直流功率为100kw，射频功率1000kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.2m3/h，压强为1000torr，等离子体发生气体的径向速率为20m3/h、切向速率为5m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；通入还原性气氛h2，其径向速率为5m3/h；
490.(2)使用氮气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio和si原料送入等离子体喷流中，sio和si的摩尔比为1:1，载气流量为0.4m3/h，进料速率为60g/min；
491.(3)将步骤(2)得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio
0.5
产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料。
492.(4)取sio
0.5
粉体置于cvd回转炉中，通入甲烷作为碳源，通入氮气作为保护气，600℃沉积120min，冷却出料得碳材料包覆sio
0.5
的负极材料。
493.本实施例的硅氧材料为球形sio
0.5
，球形sio
0.5
为一次颗粒。
494.本实施例制得的球形sio
0.5
的电镜图如图3所示。由图3可以看出，本实施例制得的球形sio颗粒表面光滑圆润，球体的球形度较好。
495.进一步地，(4)取sio
0.5
置于cvd回转炉中，通入甲烷作为碳源，通入氮气作为保护气，600℃沉积120min，冷却出料得碳材料包覆sio
0.5
的负极材料。
496.本实施例的负极材料包括球形sio
0.5
以及包覆于球形sio
0.5
表面的碳层，球形sio
0.5
为一次颗粒。碳层的厚度最大值为90nm，碳层的厚度最小值为70nm，负极材料的平均粒径d50为15μm。
497.实施例3
498.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
499.(1)控制等离子体发生器中直流功率为200kw，射频功率5000kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为2m3/h，压强为8000torr，等离子体发生气体的径向速率为50m3/h、切向速率为10m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
500.(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio和sio2原料送入等离子体喷流中进行反应，sio和sio2的摩尔比为1:1，载气流量为1m3/h，进料速率为40g/min；
501.(3)将步骤(2)得到的产物迅速在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio
1.5
产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料。
502.本实施例的硅氧材料为球形sio
1.5
，球形sio
1.5
为一次颗粒。
503.本实施例制得的球形sio
1.5
的电镜图如图4a、4b所示。由图4a、4b可以看出，本实施例制得的球形sio
1.5
颗粒表面光滑程度不如实施例1和实施例2，球体的球形度较好，切面图显示出球体内部也是均一结构，其中表面的粗糙物经过eds确认也为si和o均匀弥散的结构。
504.进一步地，(4)取sio1.5粉体材料置于cvd回转炉中，通入乙烯作为碳源，通入氮气作为保护气，1000℃沉积30min，冷却出料得碳材料包覆sio
1.5
的负极材料。
505.本实施例的负极材料包括球形sio
1.5
以及包覆于球形sio
1.5
表面的碳层，球形sio
1.5
为一次颗粒。碳层的厚度最大值为100nm，碳层的厚度最小值为75nm，负极材料的平均粒径d50为12μm。
506.实施例4
507.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
508.(1)控制等离子体发生器中直流功率为1000kw，射频功率20000kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为1m3/h，压强为4000torr，等离子体发生气体的径向速率为25m3/h，切向速率为8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；通入还原性气氛ch4，气体的径向速率为2m3/h；
509.(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的si和sio2原料送入等离子体喷流中，si和sio2的摩尔比为1:1，载气流量为0.5m3/h，进料速率为20g/min；
510.(3)将步骤(2)得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料。
511.本实施例的硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒。
512.本实施例制得的球形sio的电镜图如图5a、5b所示。由图5a、5b可以看出，本实施例制得的球形硅氧化物颗粒球形度好，但是表面出现了网状结构，可能是由于涉及化学反应导致过程中放热等影响了其表面形貌，经过eds确认，球表面依然为均一的si、o分布，其网状形貌没有影响到材料的元素分布。
513.进一步地，(4)取sio粉体材料置于cvd回转炉中，通入乙烷作为碳源，通入氮气作为保护气，1000℃沉积90min，冷却出料得sio包碳材料。
514.本实施例的负极材料包括球形sio以及包覆于球形sio表面的碳层，球形sio为一次颗粒。碳层的厚度最大值为80nm，碳层的厚度最小值为50nm，负极材料的平均粒径d50为15μm。
515.实施例5
516.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
517.(1)控制等离子体发生器中直流功率为2000kw，射频功率50000kw，氮气作为等离子体发生气体，直流氮气流速为0.5m3/h，压强为2000torr，径向速率为80m3/h、切向速率为15m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
518.(2)使用氩气作为载气将sih4和o2作为原料送入等离子体喷流中，sih4和o2的摩尔比为2:3，载气流量为0.2m3/h，sih4流量为2.5m3/h，o2流量为4m3/h；
519.(3)将步骤(2)得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料。
520.本实施例的硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒。
521.进一步地，(4)取sio粉体材料置于cvd回转炉中，通入丙烷作为碳源，通入氮气作为保护气，900℃沉积300min，冷却出料得sio包碳材料。
522.本实施例的负极材料包括球形sio以及包覆于球形sio表面的碳层，球形sio为一次颗粒。碳层的厚度最大值为150nm，碳层的厚度最小值为120nm，负极材料的平均粒径d50为8μm。
523.实施例6
524.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
525.(1)将1kg sio置于熔炼坩埚中，加热至1750℃并保温直到变成熔体；
526.(2)将熔体导流至雾化装置中的雾化喷嘴，使用2mpa的n2将熔体吹散成小液滴，雾化装置中同时通入液氮，对熔体进行以5℃/s的速度降温至50℃出料。
527.(3)收集硅氧材料，硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒；
528.(4)将球形粉末置于回转炉中，通入乙烷气体在1000℃下进行包覆，得到负极材料。
529.该负极材料包括球形sio以及和包覆于球形sio表面的碳层，球形sio为一次颗粒；负极材料中的氧元素的质量含量为36.5％，负极材料中的碳元素的质量含量为5.1％；碳层的厚度为100nm；负极材料的d
50
为5μm。
530.实施例7
531.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
532.(1)将1kg sio置于熔炼坩埚中，加热至1750℃并保温直到变成熔体；
533.(2)将熔体导流至雾化装置中的雾化喷嘴，使用40mpa的n2将熔体吹散成小液滴,雾化装置中同时通入液氮，对熔体以100℃/s的速度降温至50℃出料；
534.(3)收集硅氧材料，硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒；
535.(4)将硅氧材料置于回转炉中预热至1000℃，通入乙烷气体在1000℃下进行气相碳包覆处理，碳包覆处理的反应气压为5atm。
536.本技术实施例制得的负极材料包括球形sio以及和包覆于球形sio表面的碳层，球形sio为一次颗粒；负极材料中的氧元素的质量含量为36.3％，负极材料中的碳元素的质量含量4.7％。
537.实施例8
538.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
539.(1)将800g si和200g sio置于熔炼坩埚中，加热至1600℃并保温直到变成熔体；
540.(2)将熔体导流至雾化装置中的雾化喷嘴，使用2mpa的n2将熔体吹散成小液滴，雾化装置中同时通入液氮，对熔体以20℃/s的速度降温至50℃出料；
541.(3)收集硅氧材料，硅氧材料为球形sio
0.137
，球形sio
0.137
为一次颗粒；
542.(4)将硅氧材料置于回转炉中，通入乙烷气体在1000℃下进行气相碳包覆处理，碳包覆处理的反应气压为8atm。
543.本实施例制得的负极材料包括球形sio
0.137
以及和包覆于球形sio
0.137
表面的碳层，球形sio
0.137
为一次颗粒；负极材料中的氧元素的质量含量为7.3％，负极材料中的碳元素的质量含量4.8％，负极材料的比表面积为5m2/g。
544.实施例9
545.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
546.(1)将800g sio和200g sio2置于熔炼坩埚中，加热至1750℃并保温直到变成熔体；
547.(2)将熔体导流至雾化装置中的雾化喷嘴，使用2mpa的n2将熔体吹散成小液滴，雾化装置中同时通入液氮，对熔体以50℃/s的速度降温至50℃出料；
548.(3)收集硅氧材料，硅氧材料为球形sio
1.155
，球形sio
1.155
为一次颗粒；
549.(4)将球形粉末置于回转炉中，通入乙烷气体在1000℃下进行包覆。
550.本实施例的负极材料包括球形sio
1.155
以及和包覆于球形sio
1.155
表面的碳层，球形sio为一次颗粒；负极材料中的氧元素的质量含量为39.9％，负极材料中的碳元素的质量含量4.8％，负极材料的比表面积为6.7m2/g。
551.实施例10
552.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
553.(1)将1kg sio
0.5
与670g柠檬酸在200℃的氩气中进行热处理，使得柠檬酸熔融；
554.(2)将sio
0.5
和熔融柠檬酸使用气压为2mpa的氮气雾化成液滴；
555.(3)将液滴在液氮条件下进行以2℃/s的速度降温至50℃出料，得到球形中间体。
556.(4)将球形中间体进行碳化处理，碳化温度为900℃、时间为12h、碳化气氛的气体为n2，得到球形负极材料。
557.本实施例制得的负极材料包括sio
0.5
和无定形碳，负极材料的wadell球形度为0.91；其中，sio
0.5
均匀分散于无定形碳中，sio
0.5
占负极材料的60％，负极材料的孔隙率为55.3％。
558.本实施例制得的负极材料的电镜图如图6所示。由图6可以看出，本实施例制得的球形负极材料表面光滑圆润，球体的球形度较好，切面图显示出球体内部也是均一结构。
559.实施例11
560.本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
561.(1)将1kg sio
1.5
、166g人造石墨与1.25kg葡萄糖在250℃的氮气中进行热处理，使得葡萄糖熔融；
562.(2)将sio
1.5
、人造石墨和熔融葡萄糖使用气压为40mpa的氮气打散成液滴；
563.(3)将液滴在液氩条件下进行以5℃/s的速度降温至50℃出料，得到球形中间体；
564.(4)将球形中间体进行碳化处理，碳化温度为900℃、时间为6h、碳化时保护气氛为n2，得到球形负极材料。
565.本实施例制得的负极材料包括sio
1.5
、人造石墨及无定形碳，负极材料的wadell球形度为0.93；其中，sio
1.5
均匀分散于无定形碳中，负极材料的孔隙率为50.5％，人造石墨占负极材料质量的10％，sio
1.5
占负极材料质量的50％。
566.对比例1
567.取sio置于cvd回转炉中，通入乙炔作为碳源，通入氮气作为保护气，800℃沉积60min，冷却出料得碳材料包覆sio的负极材料。
568.本实施例的负极材料包括球形sio以及包覆于球形sio表面的碳层，球形sio为一次颗粒，sio粉体材料的wadell球形度为0.87。碳层的厚度最大值为100nm，碳层的厚度最小值为80nm，负极材料的平均粒径d50为20μm。
569.性能参数测试
570.采用mastersizer 3000激光衍射技术测量粒度。当激光束穿过分散的颗粒样品时，通过测量散射光的强度来完成粒度测量。然后数据用于分析计算形成该散射光谱图的颗粒粒度分布。d50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50％，小于它的颗粒也占50％，d50也叫中位径或中值粒径。d90粒径、d50粒径、d10粒径分别是分布曲线中累积分布为90％、50％、10％时的最大颗粒的等
效直径(平均粒径)。
571.利用氮气吸附多点bet，使用美国麦克tristar3000&3020比表面积与孔径分析仪，在液氮冷却控制的低温下气体吸附法测试粉末样品的比表面积。气体吸附法(bet法)是在朗格缪尔(langnuir)的单分子层吸附理论的基础上，由brunauer、emmett和teller等三人进行推广，从而得出的多分子层吸附理论(bet理论)方法，因此又称bet法。
572.采用帕纳科的x'pert pro x射线衍射仪，在9.749
°
～41.157
°
扫描范围内测量xrd。扫描步长：0.013
°
，扫描速度：6.060
°
/min，电压：40kv，电流：40ma.用jade 6打开文件，去除背景&平滑，对在26
°
～30
°
范围内的si峰进行拟合。使用谢乐公式，d＝kλ/βcosθ，其中d-垂直于si反射晶面(111)的晶粒平均粒度，β-(弧度)为该晶面衍射峰半高宽的宽化程度＝fwhm*π/180。k-谢乐常数，取0.89；θ-衍射角；λ-入射x射线波长，0.15406nm。半峰全宽：full width at half maxima，简称fwhm。半峰全宽亦称半宽度，半峰宽，半峰宽度，区域宽度，区域半宽度，它是色谱分析的术语，指色谱峰高一半处的峰宽度，即通过峰高的中点作平行于峰底的直线，此直线与峰两侧相交两点之间的距离。这里fhwm和θ都可以通过xrd得到。
573.1.粒径分布：使用激光粒度仪测得d50、d90和d10，再计算得到(d90-d10)/d50的值。
574.2.比表面积：使用美国麦克tristar3000比表面积与孔径分析仪设备测得比表面积。
575.3.wadell球形度测试：使用激光粒度仪测得粒径分布，得到每个粒度范围内的等效体积径。用该等效体积径作为该极小粒度分布范围内的所有球体的粒径，并将该范围内的所有颗粒等效为理想球体，算出每个粒径分布范围内比表面积，接着使用体积比％加权得到与所有颗粒等体积的球的比表面面积，从而求得等离子体制备的球形颗粒的球形度＝计算得到的与颗粒等体积的球的表面面积/比表面积仪测试得到的颗粒的比表面积。
576.4.si微晶尺寸：使用帕钠科x’pert pro x射线衍射仪测得xrd峰，接着使用jade6.5软件对于xrd中的si峰进行拟合，从而得到si微晶尺寸。
577.5.电性能测试：
578.按照复合材料(实施例1～11的材料)、导电炭黑、paa胶按质量比为75:15:10的比例调制成负极浆料，在铜箔上涂布，干燥后制成负极极片。以金属锂片作为对电极，在充满氩气的手套箱中组装成扣式电池完成。在0.1c的电流密度下，按充放电区间为0.01-1.5v进行充放电测试。测试得到电池的首次可逆比容量和首次效率。
579.按照复合材料(实施例1～11的材料)：super-p：ks-6：cmc：sbr＝92：2：2：2：2调制成负极浆料，在铜箔上涂布，干燥后制成负极极片。以金属锂片作为对电极，在充满氩气的手套箱中组装成扣式电池完成。在1c的电流密度下，按充放电区间为0.01v-1.5v进行充放电测试。测试得到电池的循环50圈后的体积膨胀率和容量保持率。
580.其中，实施例1～19的测试结果如表1所示。
581.表1性能参数结果表
[0582][0583][0584]
表2.锂离子电池性能比对结果表
[0585]
[0586]
根据实施例1～11的测试数据可知，硅氧化物为wadell球形度大于0.92的球形硅氧化物一次颗粒，球形颗粒具有各向同性的特点，因而其在循环过程中是沿着径向向外均匀地收缩膨胀，由于受到各向同性的应力而能够保持结构的稳定性，不会出现由于形状不均一所导致的承受应力的“薄弱点”，从而大大降低了由于颗粒结构坍塌和sei膜破裂所导致的电解液渗入材料内部的可能性，有效避免了电解液渗入到材料内部不断生成新的sei膜，避免sei膜的反复破碎和生成，降低材料的体积膨胀，提升材料的循环性能。
[0587]
对比例1采用的sio的wadell球形度仅为0.87，这时材料的球形度较差，仍然存在棱角从而导致应力薄弱点，此时由于颗粒结构坍塌和sei膜破裂所导致的电解液渗入材料内部的可能性增加，可能会出现局部电解液渗入，从而导致sei膜增厚程度高于wadell球形度》0.92的样品，材料的容量保持率和膨胀率都有一定程度的劣化。
[0588]
实施例12
[0589]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0590]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0591]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d
50
为5μm的sio原料以及金属mg送入等离子体流中进行反应，si与mg的摩尔比为20:1；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0592]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio及含有mgsio3硅酸盐产物附着在水冷装置的壁上，得到硅氧材料。
[0593]
本实施例制得的硅氧材料为球形一次颗粒，硅氧材料包括硅氧化物sio及硅酸镁，硅氧材料中的氧元素的质量含量为30％，硅氧材料中的mg元素的质量含量为15％；硅氧材料中的硅酸盐的质量含量为20％。如图7a所示，利用x射线扫描硅氧材料一次颗粒的sem切面获得的元素分布谱图中，如图7b所示，si元素分布面为均匀弥散状态，如图7c所示，o元素分布面为均匀弥散状态，如图7d所示，mg元素的分布面为均匀弥散状态。
[0594]
进一步地，(4)取硅氧材料置于cvd回转炉中，通入乙炔作为碳源，通入氮气作为保护气，800℃沉积60min，冷却出料得负极材料。
[0595]
本技术实施例制得的负极材料包括硅氧材料及包覆于硅氧材料表面的碳层，碳层的厚度为50nm。
[0596]
实施例13
[0597]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0598]
(1)取sio原料入真空炉的靠近炉尾的一端；
[0599]
(2)取1kg白云石，500g硅铁粉，投入vc混合机内混合30min后得到1.5kg白云石和硅铁粉的混合物，将该混合物作为制备mg的原料投入真空炉靠近炉口的一端；
[0600]
(3)在收集室内置入收集器，在真空度为3pa的负压条件下加热到1350℃并保温24h，使炉内生成sio蒸汽和mg蒸汽，si与mg的摩尔比为20:1，混合均匀的气态混合物经过迅速凝结(凝结的温度为900℃)生成sio-mg材料，反应结束后对设备进行冷却并收集到产物；
[0601]
(4)利用质量比为1:1的硝酸与氢氟酸对收集到的产物进行酸洗1h，洗涤后的产物用去离子水洗涤至中性，过滤后置于100℃下干燥，得到硅氧材料。
[0602]
本实施例制得的硅氧材料为一次颗粒，硅氧材料包括硅氧化物sio及硅酸镁，硅氧材料中的氧元素的质量含量为30％，硅氧材料中的mg元素的质量含量为15％；硅氧材料中的硅酸盐的质量含量为20％。
[0603]
进一步地，(5)取硅氧材料置于cvd回转炉中，通入乙炔作为碳源，通入氮气作为保护气，800℃沉积60min，冷却出料得负极材料。
[0604]
本技术实施例制得的负极材料包括硅氧材料及包覆于硅氧材料表面的碳层，碳层的厚度为50nm。
[0605]
表3性能参数结果表
[0606][0607]
表4.锂离子电池性能比对结果表
[0608][0609]
通过实施例12和13对比可以得到，负极材料包括硅氧材料及形成于硅氧材料表面的碳层，球形度提升的硅氧材料，球形颗粒具有各向同性的特点，因而其在循环过程中是沿着径向向外均匀地收缩膨胀，由于受到各向同性的应力而能够保持结构的稳定性。球形度高的硅氧材料及表层的碳层协同作用，能够抑制负极材料与电解液发生副反应，能够提高负极材料的导电性和循环稳定性，同时进一步缓解负极材料的体积膨胀，其循环性能显著提升。
[0610]
实施例14
[0611]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0612]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为10kw，射频功率200kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0613]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d
50
为5μm的sio原料以及金属mg送入等离子体流中进行反应，si与mg的摩尔比为20:1；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0614]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio及含有mgsio3硅酸盐产物附着在水冷装置的壁上，得到硅氧材料。本实施例
制得的硅氧材料为球形一次颗粒，硅氧材料包括硅氧化物sio及硅酸镁，硅氧材料中的氧元素的质量含量为30％，硅氧材料中的mg元素的质量含量为15％；硅氧材料中的硅酸盐的质量含量为20％；
[0615]
进一步地，(4)取硅氧材料置于cvd回转炉中，通入乙炔作为碳源，通入氮气作为保护气，800℃沉积60min，冷却出料得负极材料。
[0616]
本技术实施例制得的负极材料包括硅氧材料及包覆于硅氧材料表面的碳层，碳层的厚度为50nm。
[0617]
实施例15
[0618]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0619]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为20kw，射频功率500kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0620]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d
50
为5μm的sio原料以及金属mg送入等离子体流中进行反应，si与mg的摩尔比为20:1；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0621]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio及含有mgsio3硅酸盐产物附着在水冷装置的壁上，得到硅氧材料。本实施例制得的硅氧材料为球形一次颗粒，硅氧材料包括硅氧化物sio及硅酸镁，硅氧材料中的氧元素的质量含量为30％，硅氧材料中的mg元素的质量含量为15％；硅氧材料中的硅酸盐的质量含量为20％；
[0622]
进一步地，(4)取硅氧材料置于cvd回转炉中，通入乙炔作为碳源，通入氮气作为保护气，800℃沉积60min，冷却出料得负极材料。
[0623]
本技术实施例制得的负极材料包括硅氧材料及包覆于硅氧材料表面的碳层，碳层的厚度为50nm。
[0624]
表5.性能参数结果表
[0625][0626]
表6.锂离子电池性能比对结果表
[0627][0628]
通过实施例14和15对比可以得到，通过调节等离子体的直流和射频功率，使得最终制得的硅氧材料中的si晶粒尺寸不同，si晶粒尺寸过大的材料晶化显著，在循环过程中表现出较大的膨胀率，从而容易出现颗粒的破碎，循环性能下降。
[0629]
实施例16
[0630]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0631]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0632]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料以及金属li送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；制备硅氧材料的原料中的si与li的摩尔比为20:1；
[0633]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio及含有li2sio3和li2si2o5锂硅酸盐产物附着在水冷装置的壁上，得到硅氧材料。硅氧材料为一次颗粒，硅氧材料包括sio及硅酸锂，硅酸锂包括li2sio3和li2si2o5，硅酸锂弥散分布在sio中。
[0634]
(4)将反应后的产物进行水洗和酸洗，酸洗采用的酸为硝酸和氢氟酸的混合液，硝酸和氢氟酸的质量比为1:2；酸洗的洗涤时间为1000min，将洗涤产品洗涤至中性，并进行离心分离和高温烘干。
[0635]
(5)取硅氧材料置于cvd回转炉中，通入乙炔作为碳源，通入氮气作为保护气，800℃沉积60min，冷却出料得负极材料。
[0636]
本技术实施例制得的负极材料包括硅氧材料和包覆在硅氧材料内核上的碳层，负极材料中的碳元素的质量含量为10％，碳层的厚度为200nm。
[0637]
实施例17
[0638]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0639]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0640]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料以及金属li送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为10g/min；制备硅氧材料的原料中的si与li的摩尔比为1:2；
[0641]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio及含有li2sio3和li2si2o5锂硅酸盐产物附着在水冷装置的壁上，得到硅氧材
料。硅氧材料为一次颗粒，硅氧材料包括sio及硅酸锂，硅酸锂包括li2sio3和li2si2o5，硅酸锂弥散分布在sio中。
[0642]
(4)将反应后的产物进行水洗和酸洗，酸洗采用的酸为硝酸和氢氟酸的混合液，硝酸和氢氟酸的质量比为1:2；酸洗的洗涤时间为1000min，将洗涤产品洗涤至中性，并进行离心分离和高温烘干。
[0643]
(5)取硅氧材料置于cvd回转炉中，通入乙炔作为碳源，通入氮气作为保护气，800℃沉积60min，冷却出料得负极材料。
[0644]
本技术实施例制得的负极材料包括硅氧材料和包覆在硅氧材料内核上的碳层，负极材料中的碳元素的质量含量为10％，碳层的厚度为200nm。
[0645]
表7.性能参数结果表
[0646][0647]
表8.锂离子电池性能比对结果表
[0648][0649]
通过实施例16和17对比可以得到，当硅氧材料中的硅酸盐含量增加时，使得负极材料的可逆比容量下降，首效提升，硅酸盐含量的增加一般会带来硅氧材料中的si晶粒增大，而增大的硅晶粒在循环过程中，体积膨胀效应更加显著，因此负极材料的循环性能也会出现一定程度劣化。
[0650]
实施例18
[0651]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0652]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为10kw，射频功率100kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0653]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料以及金属li送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；制备硅氧材料的原料中的si与li的摩尔比为20:1；
[0654]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio及含有li2sio3和li2si2o5锂硅酸盐产物附着在水冷装置的壁上，得到硅氧材
料，硅氧材料为一次颗粒，硅氧材料包括sio及硅酸锂，硅酸锂包括li2sio3和li2si2o5，硅酸锂弥散分布在sio中。
[0655]
(4)将反应后的产物进行水洗和酸洗，酸洗采用的酸为硝酸和氢氟酸的混合液，硝酸和氢氟酸的质量比为1:2；酸洗的洗涤时间为1000min，将洗涤产品洗涤至中性，并进行离心分离和高温烘干。
[0656]
(5)取硅氧材料置于cvd回转炉中，通入乙炔作为碳源，通入氮气作为保护气，800℃沉积60min，冷却出料得负极材料。
[0657]
本技术实施例制得的负极材料包括硅氧材料和包覆在硅氧材料内核上的碳层，负极材料中的碳元素的质量含量为10％，碳层的厚度为200nm。
[0658]
实施例19
[0659]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0660]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为10kw，射频功率100kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为5m3/h，压强为20000torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0661]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料以及金属li送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为5m3/h，进料速率为5g/min；制备硅氧材料的原料中的si与li的摩尔比为20:1；
[0662]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio及含有li2sio3和li2si2o5锂硅酸盐产物附着在水冷装置的壁上，得到硅氧材料，硅氧材料为一次颗粒，硅氧材料包括sio及硅酸锂，硅酸锂包括li2sio3和li2si2o5，硅酸锂分布在sio中。
[0663]
(4)将反应后的产物进行水洗和酸洗，酸洗采用的酸为硝酸和氢氟酸的混合液，硝酸和氢氟酸的质量比为1:2；酸洗的洗涤时间为1000min，将洗涤产品洗涤至中性，并进行离心分离和高温烘干。
[0664]
(5)取硅氧材料置于cvd回转炉中，通入乙炔作为碳源，通入氮气作为保护气，800℃沉积60min，冷却出料得负极材料。
[0665]
本技术实施例制得的负极材料包括硅氧材料和包覆在硅氧材料内核上的碳层，负极材料中的碳元素的质量含量为10％，碳层的厚度为200nm。
[0666]
表9.性能参数结果表
[0667][0668]
表10.锂离子电池性能比对结果表
[0669][0670]
通过实施例18和19对比可以得到，在实施例18中，硅酸锂弥散分布在sio中，实施例19中由于载气流量和压强过大，使得金属元素不能均匀掺杂进入硅基材料内，硅酸锂也不能均匀分布在sio中，从而使得材料中有充放电时存在应力薄弱点，从而导致电化学性能下降。
[0671]
实施例20
[0672]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0673]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0674]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0675]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料，硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒。
[0676]
(4)对所得到的球形sio进行包覆，取100g sio粉末置于回转炉中，向炉内通入氮气进行气氛置换，待排出气体中氧含量低于200ppm后，以2℃/min升温至600℃，通入乙炔气体，流量为0.2l/min，整个反应过程炉内通入n2保护气氛，控制气体流量为0.1l/min，保持反应气压为1atm，持续反应10h后，切断乙炔气体，开始自然降温，得到复合负极材料。
[0677]
本实施例制备的负极材料包括sio内核和包覆在sio内核上的碳层，负极材料中的碳元素的质量含量为2.85％。本实施例制备的负极材料的拉曼光谱硅特征峰a在504cm-1
处，碳特征峰d在1352cm-1
处，碳特征峰g在1601cm-1
处，石墨烯特征峰b在2695cm-1
处，峰强度ia＝90.6，id＝110，ig＝106，ib＝56.4，ia/ib为1.61，ib/id为0.51,id/ig为1.04。
[0678]
实施例21
[0679]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0680]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0681]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0682]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料，硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒。
[0683]
(4)对所得到的球形sio进行包覆，取100g sio粉末置于回转炉中，向炉内通入氮气进行气氛置换，待排出气体中氧含量低于200ppm后，以2℃/min升温至600℃，通入乙炔气体，流量为0.5l/min，整个反应过程炉内通入n2保护气氛，控制气体流量为1l/min，保持反应气压为2atm，持续反应10h后，切断乙炔气体，开始自然降温，得到复合负极材料。
[0684]
本实施例制备的负极材料包括sio内核和包覆在sio内核上的碳层，负极材料中的碳元素的质量含量为3.96％。本实施例制备的负极材料的拉曼光谱硅特征峰a在504cm-1
处，碳特征峰d在1352cm-1
处，碳特征峰g在1601cm-1
处，石墨烯特征峰b在2695cm-1
处，峰强度ia＝90.6，id＝110，ig＝106，ib＝112.3，ia/ib为1.61，ib/id为1.02,id/ig为1.04。
[0685]
实施例22
[0686]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0687]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0688]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0689]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料，硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒。
[0690]
(4)对所得到的球形sio进行包覆，取100g sio粉末置于回转炉中，向炉内通入氮气进行气氛置换，待排出气体中氧含量低于200ppm后，以2℃/min升温至900℃，通入乙炔气体，流量为0.5l/min，整个反应过程炉内通入n2保护气氛，控制气体流量为1l/min，保持反应气压为2atm，持续反应10h后，切断乙炔气体，开始自然降温，得到复合负极材料。
[0691]
本实施例制备的负极材料包括sio内核和包覆在sio内核上的碳层，负极材料中的碳元素的质量含量为4.68％。本实施例制备的负极材料的拉曼光谱硅特征峰a在504cm-1
处，碳特征峰d在1352cm-1
处，碳特征峰g在1601cm-1
处，石墨烯特征峰b在2695cm-1
处，峰强度ia＝10.6，id＝110，ig＝106，ib＝112.3，ia/ib为0.09，ib/id为1.02,id/ig为1.04。
[0692]
实施例23
[0693]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0694]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0695]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0696]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料，硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒。
[0697]
(4)对所得到的球形sio进行包覆，取100g sio粉末置于回转炉中，向炉内通入氮气进行气氛置换，待排出气体中氧含量低于200ppm后，以2℃/min升温至700℃，通入乙炔气体，流量为1l/min，整个反应过程炉内通入n2保护气氛，控制气体流量为1.5l/min，保持反
应气压为2atm，持续反应10h后，切断乙炔气体，开始自然降温，得到复合负极材料。
[0698]
本实施例制备的负极材料包括sio内核和包覆在sio内核上的碳层，负极材料中的碳元素的质量含量为4.38％。本实施例制备的负极材料的拉曼光谱硅特征峰a在504cm-1
处，碳特征峰d在1352cm-1
处，碳特征峰g在1601cm-1
处，石墨烯特征峰b在2695cm-1
处，峰强度ia＝10.6，id＝110，ig＝50，ib＝112.3，ia/ib为0.09，ib/id为1.02，id/ig为2.2。
[0699]
表11.性能参数结果表
[0700][0701]
表12.锂离子电池性能比对结果表
[0702][0703]
通过实施例20～23的测试数据对比可以得到，需要将碳包覆表面的硅氧材料的中的碳特征峰、硅特征峰以及石墨特征峰控制在合适的范围内，能够使材料具有良好的电化学性能。石墨烯层状结构太大会带来比表面积增大以及负极材料中的碳元素的质量含量增加，不利于提高材料的首次可逆容量及首次库伦效率。
[0704]
实施例24
[0705]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0706]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0707]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0708]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料，硅氧材料为球形
sio，球形sio为一次颗粒。
[0709]
(4)将5g碳酸亚乙烯酯溶解于100ml乙酸乙酯中，升温至50℃后，加入0.2g过硫酸铵，搅拌反应1h后，加入100gsio、0.2g过硫酸铵和5g的水，反应5h后冷却，抽滤分离出固体物质，然后置于100℃的干燥箱中热处理10h，冷却得到负极材料。
[0710]
本实施例制得的负极材料包括硅氧材料及位于硅氧材料表面的包覆层，包覆层的厚度为500nm，包覆层在负极材料中的质量占比为8％，包覆层为聚碳酸酯。
[0711]
实施例25
[0712]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0713]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0714]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0715]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料，硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒。
[0716]
(4)将4g聚丙烯酸溶解于100ml蒸馏水中，升温至40℃后搅拌反应2h后，加入100gsio和5g的水，在温度为60℃反应2h后冷却，抽滤分离出固体物质，然后置于180℃的干燥箱中热处理4h，冷却得到负极材料。
[0717]
本实施例制得的负极材料包括硅氧材料及位于硅氧材料表面的包覆层，包覆层的厚度为500nm，包覆层在负极材料中的质量占比为6.5％，包覆层为聚丙烯酸。
[0718]
实施例26
[0719]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0720]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0721]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料以及金属mg送入等离子体流中进行反应，si与mg的摩尔比为20:1；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0722]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio及含有mgsio3硅酸盐产物附着在水冷装置的壁上，得到硅氧材料。
[0723]
本实施例制得的硅氧材料为球形一次颗粒，硅氧材料包括硅氧化物sio及硅酸镁，硅氧材料中的氧元素的质量含量为30％，硅氧材料中的mg元素的质量含量为15％；硅氧材料中的硅酸盐的质量含量为20％。利用x射线扫描硅氧材料一次颗粒的sem切面获得的元素分布谱图中，si元素分布面为均匀弥散状态，o元素分布面为均匀弥散状态，，mg元素的分布面为均匀弥散状态。
[0724]
进一步地，(4)将5g碳酸亚乙烯酯溶解于100ml乙酸乙酯中，升温至50℃后，加入0.2g过硫酸铵，搅拌反应1h后，加入100gsio、0.2g过硫酸铵和5g的水，反应5h后冷却，抽滤分离出固体物质，然后置于100℃的干燥箱中热处理10h，冷却得到负极材料。
[0725]
本技术实施例制得的负极材料包括硅氧材料及包覆于硅氧材料表面的包覆层，包覆层的厚度为500nm，包覆层在负极材料中的质量占比为8％，包覆层为聚碳酸酯。
[0726]
表13.性能参数结果表
[0727][0728]
表14.锂离子电池性能比对结果表
[0729][0730]
通过实施例24和25对比可以得到，采用不同的聚合物包覆均可以帮助改善材料的循环性能，而负极材料中的聚合物的质量含量会影响材料的倍率性能。
[0731]
实施例27
[0732]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0733]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0734]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d50为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应；其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0735]
(3)将步骤(2)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到硅氧材料，硅氧材料为球形sio，球形sio为一次颗粒。
[0736]
(4)将4g碳酸亚乙烯酯溶解于100g蒸馏水中，在温度为40℃下充分溶解后，在搅拌的条件下加入1g碳纳米纤维和5g鳞片石墨csg-3，搅拌2小时后加入200g乙醇，继续搅拌0.5小时，再将90g球形sio在搅拌下加入其中，在温度为60℃下搅拌2小时后降至室温，抽滤分离出材料，然后置于180℃的干燥箱中热处理4小时，冷却后取出得到负极材料。
[0737]
本实施例制得的负极材料包括硅氧材料sio及位于硅氧材料sio表面的包覆层，包覆层的厚度为300nm，包覆层在负极材料中的质量占比为5％，包覆层包括聚丙烯酸、鳞片石墨和碳纳米纤维，鳞片石墨贴合于硅氧材料的表面，聚丙烯酸包覆于硅氧材料及鳞片石墨
的表面。
[0738]
实施例28
[0739]
与实施例27不同的是：
[0740]
(4)将4g聚丙烯酸溶解于100g蒸馏水中，在温度为40℃下充分溶解后，在搅拌的条件下加入1g碳纳米纤维和5g鳞片石墨csg-3，搅拌2小时后加入200g乙醇，继续搅拌0.5小时，再将90g sio在搅拌下加入其中，在温度为60℃下搅拌2小时后降至室温，抽滤分离出材料，然后置于180℃的干燥箱中热处理4小时，冷却后取出得到负极材料。
[0741]
本实施例制得的负极材料包括硅氧材料sio及位于硅氧材料sio表面的包覆层，包覆层的厚度为300nm，包覆层在负极材料中的质量占比为5％，包覆层包括聚丙烯酸、鳞片石墨和碳纳米纤维，鳞片石墨贴合于硅氧材料的表面，聚丙烯酸包覆于硅氧材料及鳞片石墨的表面。
[0742]
表15.性能参数结果表
[0743][0744]
表16.锂离子电池性能比对结果表
[0745][0746]
通过实施例27和28对比可以得到，在经过聚合物包覆处理得到负极材料，由于内核的硅氧材料具有更高的球形度，其在循环过程中是沿着径向向外均匀地收缩膨胀，由于受到各向同性的应力而能够保持结构的稳定性，负极材料循环性能显著提升。
[0747]
实施例29
[0748]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0749]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0750]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d
50
为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应，冷却得到硅氧化物sio，其中，载气流量为0.5m3/h，进料速率为5g/min；
[0751]
(3)使用氩气作为载气往等离子体发生器中通入甲烷气体及聚丙烯腈进行反应，聚丙烯腈与sio的质量比为1:4，氩气与甲烷气体的体积比为10：2；其中，载气流量为0.5m3/
h，进料速率为5g/min；(4)将步骤(3)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的球形sio产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到负极材料。
[0752]
本实施例的负极材料为球形sio-c复合材料，负极材料为二次颗粒，负极材料包括碳材料及分布于碳材料内的硅氧化物，负极材料中的碳元素的质量含量为10％，其中，硅氧化物中粒径在1.0μm以下的粉末体积占全部硅氧化物的9％；负极材料的粒径满足以下关系：d
90
约为31μm，d
50
约为20.3μm，d
10
约为8.9μm。
[0753]
实施例30
[0754]
与实施例29不同的是：
[0755]
步骤(2)往等离子体发生器中通入甲烷气体进行反应。
[0756]
本实施例的负极材料为球形sio-c复合材料，负极材料为二次颗粒，负极材料包括碳材料及分布于碳材料内的硅氧化物，负极材料中的碳元素的质量含量为5％，其中，硅氧化物中粒径在1.0μm以下的粉末体积占全部硅氧化物的9％；负极材料的粒径满足以下关系：d
90
约为36μm，d
50
约为19μm，d
10
约为11μm。
[0757]
表17.性能参数结果表
[0758][0759]
表18.锂离子电池性能比对结果表
[0760][0761]
通过实施例29和30对比可以得到，制得的负极材料球形度越高，负极材料的循环性能显著提升。
[0762]
实施例31
[0763]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0764]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0765]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d
50
为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应，冷却得到硅氧化物sio，其中，载气流量为1m3/h，进料速率为5g/min；
[0766]
(3)使用氩气作为载气往等离子体发生器中通入甲烷气体及聚丙烯腈进行反应，
聚丙烯腈与sio的质量比为1:4，氩气与乙炔气体的体积比为10：2；其中，载气流量为1m3/h，进料速率为5g/min；
[0767]
(4)将步骤(3)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到负极材料。
[0768]
本实施例的负极材料为球形sio-c复合材料，负极材料为二次颗粒，负极材料包括碳材料及分布于碳材料内的硅氧化物，负极材料中的碳元素的质量含量为12％，其中，硅氧化物中粒径在1.0μm以下的粉末体积占全部硅氧化物的8.5％；负极材料的粒径满足以下关系：d
90
约为30μm，d
50
约为15μm，d
10
约为5μm。
[0769]
实施例32
[0770]
本实施例的负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0771]
(1)控制等离子体发生器中直流功率为8.5kw，射频功率95kw，氩气作为等离子体发生气体，直流氩气流速为0.6m3/h，压强为450torr，等离子体发生气体的径向速率为8.4m3/h、切向速率为1.8m3/h，高温气体流限制在轴向范围内；
[0772]
(2)使用氩气作为载气将机械球磨、气粉分级过的d
50
为5μm的sio原料送入等离子体流中进行反应，冷却得到硅氧化物sio，其中，载气流量为1m3/h，进料速率为5g/min；
[0773]
(3)使用氩气作为载气往等离子体发生器中通入甲烷气体及聚丙烯腈进行反应，聚丙烯腈与sio的质量比为1:6，氩气与乙炔气体的体积比为10：3；其中，载气流量为1m3/h，进料速率为5g/min；
[0774]
(4)将步骤(3)反应得到的产物在等离子体流尾部的水冷装置中冷却，冷却固化后得到的产物附着在水冷装置的壁上，将其搜集起来得到负极材料。
[0775]
本实施例的负极材料为球形sio-c复合材料，负极材料为二次颗粒，负极材料包括碳材料及分布于碳材料内的硅氧化物，负极材料中的碳元素的质量含量为10％，其中，硅氧化物中粒径在1.0μm以下的粉末体积占全部硅氧化物的10％；负极材料的粒径满足以下关系：d
90
约为55μm，d
50
约为22μm，d
10
约为11μm。
[0776]
表19.性能参数结果表
[0777][0778]
表20.锂离子电池性能比对结果表
[0779]
[0780]
通过实施例31和32的测试数据对比可以得到，当碳质粘结剂以及碳源气体含量增加时，负极材料的粒径显著增加，这样会导致循环时由于颗粒过大应力集中，循环性能变差。
[0781]
本技术虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本技术构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本技术的保护范围应当以本技术权利要求所界定的范围为准。