本发明涉及锂离子电池负极，尤其涉及一种炭负载硅负极材料及其制备方法与应用。
背景技术：
1、相比于铅酸电池，锂离子电池具有资源丰富、成本低、安全性高、环境友好等优点，作为铅酸电池的替代品广受关注。而硅碳负极材料的理论比容量高达4200mah/g，是开发高性能储锂材料的重点研究方向。然而，仅是简单地将硅沉积在电池负极炭材料表面容易导致硅成团，进而影响负极材料的导电性。
2、中国专利cn117038946a以石墨烯和多孔碳构成气凝胶，硅晶粒分布在气凝胶的孔隙内，多孔碳基沉积位点大多在多孔碳内部孔隙，沉积结构更稳定，但是其电化学性能不理想，首效不高。专利cn116654896a公开了一种改性硬碳负极材料及其制备方法和应用，将碳源和高浓度酸液混合加热碳化形成多孔碳后，加入纳米sio2微球和镁粉继续煅烧，得到改性硬碳负极材料，但是该方法得到的多孔碳没有进一步氧化交联，多孔碳中的微孔在后续步骤中会闭合，导致难以沉积硅粒，从而影响电化学性能。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本发明具体采用的技术方案如下：
2、本发明的第一目的在于提供一种炭负载硅负极材料的制备方法，包括如下步骤：
3、步骤一、将碳源和剥离剂混合均匀，然后在100-200℃温度搅拌下剥离10-24h，洗涤过滤，取滤渣粉末干燥后，得到多孔炭骨架pcs；
4、步骤二、将多孔炭骨架pcs转移到混合气氛中350-550℃热氧化交联2-8h，冷却、研磨后，得到交联的多孔炭骨架pcos；
5、步骤三、将交联的多孔炭骨架pcos转移到含硅烷的惰性气氛中碳化处理，冷却后即得所述炭负载硅负极材料。
6、优选地，步骤一所述碳源为中间相碳微球，粒径为8-20μm，碳含量≥75wt％；
7、所述剥离剂为浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、喹啉、甲苯、吡咯中的一种或两种以上；
8、所述的剥离反应条件为120～150℃下剥离10～24h。
9、优选地，步骤一所述的碳源和剥离剂质量比为1：(1～10)。
10、优选地，步骤一所述的洗涤使用水洗，使得洗涤后滤液ph＝6-7，过滤采用滤布≥400目，干燥条件为100±20℃下干燥5～10h。
11、优选地，步骤二所述的混合气氛指氧气和惰性气体混合；氧气和惰性气体混合体积比为1：(2-8)，混合气体流量1～5l/min，更优选为2～3l/min；
12、所述研磨步骤为研磨至粉末粒径7～12微米；
13、所述的热氧化反应条件为400～450℃下反应2～5h。
14、优选地，步骤二，三所述的惰性气氛包括氦气、氮气、氩气中的至少一种。
15、优选地，步骤三所述的硅烷为甲硅烷和/或乙硅烷，硅烷和惰性气体体积比为(0.1-0.5)：1；硅烷和惰性气体的混合气体流量为8-15l/min。
16、优选地，步骤三所述的碳化温度为800-1200℃，时间为4-12h；更优选为950～1100℃下碳化4～10h。
17、本发明还提供一种由上述制备方法制得的炭负载硅负极材料。
18、本发明还提供一种上述的炭负载硅负极材料在锂离子电池中的应用。
19、与现有技术相比，本发明的优点在于：
20、1)本发明制备方法制备的多孔炭产率高，孔径大小在50-100nm之间，微孔大小和分布均匀；多孔炭负载硅的方法简单，硅和炭负载质量比例可调整。
21、2)本方法制备步骤简单，使用剥离剂对碳源材料进行造孔，使用热氧化交联防止微孔在后续步骤中闭合，可为炭材料负载硅提供更多的沉积位点，所制得的炭负载硅材料可作为锂离子电池负极材料具有可逆比容量高、首效高、结构稳定等优点。
1.一种炭负载硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤一所述碳源为中间相碳微球，粒径为8-20μm，碳含量≥75wt％；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一所述的碳源和剥离剂质量比为1：(1-10)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一所述的洗涤使用水洗，使得洗涤后滤液ph＝6-7，过滤采用滤布≥400目，干燥条件为100±20℃下干燥5～10h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二所述的混合气氛指氧气和惰性气体混合；氧气和惰性气体混合体积比为1：(2-8)，混合气体流量1-5l/min；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二，三所述的惰性气氛包括氦气、氮气、氩气中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三所述的硅烷为甲硅烷和/或乙硅烷，硅烷和惰性气体体积比为(0.1-0.5)：1；硅烷和惰性气体的混合气体流量为8-15l/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三所述的碳化温度为800-1200℃，时间为4-12h。
9.一种由权利要求1～8任意一项制备方法制得的炭负载硅负极材料。
10.一种权利要求9所述的炭负载硅负极材料在锂离子电池中的应用。