本申请涉及硅碳负极材料，特别涉及一种低膨胀率的硅碳负极材料及其制备方法与应用。
背景技术：
1、随着电动汽车、移动设备等领域的快速发展，对锂离子电池的需求不断增加。然而，传统的锂离子电池负极材料，如石墨，由于其较低的比容量和较高的体积膨胀率，已经无法满足现代设备的能量密度和循环寿命要求。因此，急需一种低膨胀率的硅碳负极材料及其制备方法与应用。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种低膨胀率的硅碳负极材料及其制备方法与应用，解决现有技术中的负极材料体积膨胀率较大，循环能力较差的问题。
2、本申请提供了一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：s1、制备硅碳复合材料：将无定形硅和乙炔黑混合于丙三醇溶液，然后加入氧化锡，经超声分散后得到氧化锡-无定形硅-乙炔黑混合物，得到的氧化锡-无定形硅-乙炔黑混合物中加入聚乙烯吡咯烷酮溶液，机械搅拌均匀，并在电热恒温干燥箱中恒温进行水热反应，蒸发丙三醇溶剂，研磨得到硅/碳复合材料。
3、s2、将步骤s1得到的硅/碳复合材料中加入甲壳素混合均匀后进行降温，然后加入碳酸乙烯酯逐步凝固，得到硅碳负极前驱体材料；
4、s3、将步骤s2得到的硅碳负极前驱体材料通过化学气相沉积法进行碳包覆处理，得到碳包覆的硅碳负极材料。
5、优选的，所述步骤s1中无定形硅与乙炔黑的质量比为8:2，氧化锡的加入量为无定形硅与乙炔黑总质量的8％，聚乙烯吡咯烷酮的添加量为氧化锡-无定形硅-乙炔黑混合物质量的5％，丙三醇溶液的质量为无定形硅和乙炔黑总质量的10倍。
6、优选的，所述步骤s2中，硅/碳复合材料与甲壳素的质量比为：10:3，碳酸乙烯酯的添加量为硅/碳复合材料以及甲壳素总质量的15％。
7、优选的，，所述步骤s1中，机械搅拌的时间为2h，机械搅拌的转速为1000rpm，电热恒温箱的温度为80℃，水热反应的时间为3h。
8、优选的，所述步骤s1中，蒸发丙三醇溶剂在烘箱中进行，烘箱温度为90℃，蒸发时间为4小时。
9、优选的，所述步骤s2中，将步骤s1得到的硅/碳复合材料中加入甲壳素混合均匀前，将甲壳素在烘箱中烘干，然后研磨至粒度为50目。
10、优选的，所述步骤s2中，降温速率为5℃/min，降温至10℃。
11、优选的，步骤s3中，碳包覆的温度为850-900℃，所用气源为乙炔、甲烷、液化气或气态碳源，持续时间为1小时。
12、本申请提供了一种依照上述低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法得到的硅碳负极材料。
13、本申请提供了一种依照上述低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法得到的硅碳负极材料在锂电池中的应用。
14、因此，本申请采用上述的一种低膨胀率的硅碳负极材料及其制备方法与应用，具有以下有益效果：
15、(1)通过超声分散和机械搅拌的方式，可以有效地将无定形硅，掺杂杂原子材料和乙炔黑在丙三醇溶液中分散，提高了混合物的均匀性，有利于硅碳负极材料的体相掺杂，从而提高材料的整体性能。
16、(2)甲壳素的加入可能在硅碳复合材料中形成一定的孔隙结构，有助于提高材料的比表面积，从而提升其电化学性能。
17、(3)本申请通过调整各原料之间的比例，显著提升了电池的性能。
1.一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中无定形硅与乙炔黑的质量比为8:2，氧化锡的加入量为无定形硅与乙炔黑总质量的8％，聚乙烯吡咯烷酮的添加量为氧化锡-无定形硅-乙炔黑混合物质量的5％，丙三醇溶液的质量为无定形硅和乙炔黑总质量的10倍。
3.根据权利要求1所述的一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，硅/碳复合材料与甲壳素的质量比为：10:3，碳酸乙烯酯的添加量为硅/碳复合材料以及甲壳素总质量的15％。
4.根据权利要求1所述的一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，机械搅拌的时间为2h，机械搅拌的转速为1000rpm，电热恒温箱的温度为80℃，水热反应的时间为3h。
5.根据权利要求1所述的一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，蒸发丙三醇溶剂在烘箱中进行，烘箱温度为90℃，蒸发时间为4小时。
6.根据权利要求4所述的一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，将步骤s1得到的硅/碳复合材料中加入甲壳素混合均匀前，将甲壳素在烘箱中烘干，然后研磨至粒度为50目。
7.根据权利要求4所述的一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，降温速率为5℃/min，降温至10℃。
8.根据权利要求7所述的一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，碳包覆的温度为850-900℃，所用气源为乙炔、甲烷、液化气或气态碳源，持续时间为1小时。
9.根据权利要求1-8任意所述的一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法得到的硅碳负极材料。
10.根据权利要求9所述的一种低膨胀率的硅碳负极材料的制备方法得到的硅碳负极材料在锂电池中的应用。
