一种复配导电剂及包含其的硅基负极材料、硅基负极浆料和锂离子电池的制作方法

1.本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及复配导电剂及包含其的硅基负极材料、硅基负极浆料和锂离子电池。


背景技术：

2.随着对环保意识的不断加深，电动汽车的发展迎来了黄金期，这对高能量密度及高快充能力的动力电池的需求也在不断提升。然而，传统商业化的锂离子电池的负极材料大多为石墨负极，因其理论比容量较低，仅为372mah/g，而实际应用中的克容量发挥也已接近其理论容量(360～365mah/g)，已经难以满足当今社会对高比能动力电池的能量密度需求，亟需开发具有更高能量密度和可商业化的负极材料来替代石墨负极。
3.硅基负极作为一种具有较高理论比容量(高温下约为4200mah/g，室温下约为3580mah/g)、低的脱锂电位(《0.5v)以及环境友好等综合优势的材料，可有效提高锂离子电池的能量密度及其快充能力，是近年来极具科学研究及商业化价值的热点负极材料，被认为最有望实现商业化的下一代锂电池负极材料。然而，硅在锂离子脱嵌的过程中会发生高达300％的体积膨胀，进而会导致部分硅颗粒和电极在循环过程中不断粉化，进而造成活性物质的损失，影响电池循环寿命；此外，硅负极材料循环过程中sei膜的不断破碎和重组也在不断地消耗着电池体系中有限的活性锂离子，进而导致电池循环寿命衰减迅速。
4.根据研究发现，选用合适的导电剂可以有效地改善硅基负极的导电性能、起到抑制硅负极膨胀的作用和减小电极的接触电阻的目的，进而提高锂电池中电子的迁移速率，降低电池极化。传统的石墨基导电剂如导电炭黑，高比表面积的炭黑颗粒有利于颗粒之间紧密接触在一起，主要通过颗粒之间的点接触组成的导电网络提高导电性，但在硅负极循环过程中反复膨胀收缩，会造成炭黑导电剂与硅负极失去接触，破坏导电网络体系；具有良好电子导电性和延展性能的新型导电剂(如碳纳米管cnt、石墨烯导电剂等)在解决硅基负极反复膨胀收缩带来的一些列问题上具有显著效果；然而，由于碳纳米管的管径小、长径比大，在范德华力的作用下，易发生团聚，影响导电作用；而石墨烯的片层结构，则会阻碍锂离子扩散，从而降低了极片的离子电导率。
5.cn108390030a公开了一种羧基化mxene导电剂的制备方法及其在硅基负极电池中的应用，mxene的羧基化使得导电网络体系中的羧基可以与硅基活性物质表面的羟基形成化学键，负极中的各组分(活性物质、粘结剂及导电剂等)不会因硅基活性物质的膨胀而失去接触；但是，该发明提供的羧基化mxene导电剂中羧基化的mxene与硅材表面的羟基结合形成的氢键的键能能相对较小，在电池循环后期会导致硅负极容易粉化，容量衰减。
6.因此，开发一种兼具优异导电性能和吸液能力，且能有效抑制硅负极发生体积膨胀的复配导电剂，是本领域急需解决的技术问题。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复配导电剂及包含其的硅基负极材料、硅基负极浆料和锂离子电池，所述复配导电剂在添加量较低的情况下能极大地提升硅基负极材料的导电性能以及保液能力，同时还可以有效抑制硅基负极材料在循环过程中发生的体积膨胀，进而可以使锂离子电池兼具优异循环性能和倍率性能。
8.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
9.第一方面，本发明提供一种复配导电剂，所述复配导电剂包括炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene。
10.本发明提供的复配导电剂包括炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene，上述三种类型的导电剂可以发挥协同作用，形成“点-线-面”三维导电网络，应用到负极材料中能在添加量较低的情况下极大地提升负极材料的导电性能以及保液能力，进而提高锂离子电池的倍率性能，且由于导电剂的添加量较低，进而可以增加电池的能量密度；具体而言，磺基化的mxene所具有的特殊的多层结构可以作为导电粘结剂使用，使得在负极材料中粘结剂的含量降低甚至不添加粘结剂，进一步提升了锂离子电池的能量密度，且磺基化的mxene所具有的磺酸基团可以与硅负极表面的羟基进行反应键合形成氢键，相较于羧基化mxene与硅表面羟基键合形成的氢键具有更高的结合能，有效的提高了三维导电网络的稳定性，解决了在循环过程中因硅颗粒膨胀收缩或破裂导致的硅基负极材料失去电接触而引起的电芯性能衰减的现象；线性结构的碳纳米管可以很好地粘结硅颗粒，即使硅负极颗粒破碎后还能维持极好的导电结构，提升硅负极材料的利用同时，导电炭黑具有极强的吸液保液能力，可作为硅基活性物质的缓冲结构，其中分散小颗粒状的导电炭黑形成强大的导电网络体系。
11.优选地，所述炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene的质量比为(2～5):(0.1～4):(1～2)。
12.其中，所述炭黑和碳纳米管的质量比可以为3:0.5、3:1、3:1.5、3:2、3:2.5、3:3、3:3.5或3:4等。
13.所述炭黑和磺基化的mxene的质量比为3:1.1、3:1.2、3:1.3、3:1.4、3:1.5、3:1.6、3:1.7、3:1.8或3:1.9等。
14.优选地，所述磺基化的mxene的层数为1～13层，例如2层、4层、5层、6层、8层、10层或12层等。
15.优选地，所述磺基化的mxene的厚度为3～50nm，例如5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm或45nm等。
16.优选地，所述磺基化的mxene通过如下方法制备得到，所述方法包括：将mxene材料和去离子水进行混合，加入含磺酸基的物质进行混合，得到所述磺基化的mxene。
17.优选地，所述mxene材料包括ti3c
2 mxene、ti2c mxene、ta4c
3 mxene、tinbc mxene、(v
0.5
cr
0.5
)3c
2 mxene、v2c mxene、nb2c mxene或nb4c
3 mxene中的任意一种或至少两种的组合。
18.优选地，所述mxene和水的质量比为50:(40～49)，例如50:41、50:42、50:43、50:44、50:45、50:46、50:47或50:48等。
19.优选地，所述将mxene材料和去离子水进行混合的混合时间为1～3h，例如1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h、2.2h、2.4h、2.6h或2.8h等。
20.优选地，所述将将mxene材料和去离子水进行混合的混合温度为0～30℃，例如3℃、6℃、9℃、12℃、15℃、18℃、21℃、24℃或27℃等。
21.优选地，所述mxene材料和含磺酸基的溶剂的质量比为50:(1～10)，例如50:2、50:3、50:4、50:5、50:6、50:7、50:8或50:9等。
22.优选地，所述加入含磺酸基的物质进行混合的混合时间为4～8h，例如4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h或7.5h等。
23.优选地，所述加入含磺酸基的物质进行混合的混合温度为40～80℃，例如45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃或75℃等。
24.优选地，所述含磺酸基的物质包括1-乙基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐、4-苯胺磺酸盐、聚(4-苯乙烯磺酸)盐、三氟甲基磺酸盐或3-醛基-4-羟基苯磺酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
25.第二方面，本发明提供一种硅基负极材料，所述硅基负极极片包括如第一方面所述的复配导电剂。
26.优选地，所述硅基负极材料中还包括硅碳复合材料和/或负极粘结剂。
27.优选地，所述硅基负极材料中硅碳复合材料的质量百分含量为90～92％，例如90.2％、90.4％、90.6％、90.8％、91％、91.2％、91.4％、91.6％或91.8％等。
28.优选地，所述硅碳复合材料包括碳包覆硅材料。
29.优选地，所述碳包覆硅材料中碳包覆层的厚度为1～3nm，例如1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm、2nm、2.2nm、2.4nm、2.6nm或2.8nm等。
30.优选地，所述硅碳复合材料通过如下方法制备得到，所述方法包括如下步骤：
31.(1)将硅粉和二氧化硅粉进行加热处理，得到一氧化硅气体，将一氧化硅气体进行冷却，得到氧化亚硅；
32.(2)对步骤(1)得到的氧化亚硅进行碳包覆，得到所述硅碳复合材料。
33.优选地，步骤(1)所述硅粉和二氧化硅粉的质量比为(25～60):(75～40)。
34.其中，所述硅粉和二氧化硅粉的质量比可以为30:70、35:65、40:60或50:50等。
35.优选地，步骤(1)所述加热处理的温度为800～1800℃，例如900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃或1700℃等。
36.优选地，步骤(2)所述碳包覆包括液相碳包覆或气相碳包覆。
37.优选地，所述液相碳包覆具体包括如下步骤：
38.(a1)将步骤(1)得到的氧化亚硅分散在有机溶剂中，加入软碳前驱体进行混合，得到混合液；
39.(a2)对步骤(a1)得到的混合液进行喷雾干燥和造粒，再进行热处理，得到所述硅碳复合材料。
40.优选地，步骤(a1)所述有机溶剂包括乙醇、丙醇、异丙醇或四氢呋喃中的任意一种或至少两种的组合。
41.优选地，步骤(a1)所述氧化亚硅和软碳前驱体的质量比为1:(0.1～5)，例如1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4或1:4.5等。
42.优选地，步骤(a1)所述软碳前驱体包括沥青、柠檬酸或聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合。
43.优选地，步骤(a2)所述热处理在惰性气体保护条件下进行。
44.优选地，步骤(a2)所述热处理的具体方法包括：将体系以0.2～10℃/min(例如1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min或9℃/min等)的升温速率升温至850～1000℃(例如870℃、890℃、910℃、930℃、950℃、970℃或990℃等)，保温2～12h(例如3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h或11h等)，完成所述热处理。
45.优选地，所述气相包覆具体包括如下步骤：将步骤(1)得到的氧化亚硅通入流化床气氛中进行加热，然后通入碳源，保温处理，得到所述硅碳复合材料。
46.优选地，所述加热的温度为800～1000℃，例如820℃、840℃、860℃、880℃、900℃、920℃、940℃、960℃或980℃等。
47.优选地，所述保温处理的时间为1～12h，例如3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h或11h等。
48.优选地，所述碳源包括乙炔、乙烯、甲烷或乙烷中的任意一种或至少两种的组合。
49.优选地，所述气相包覆和液相包覆均在惰性气体保护条件下进行。
50.优选地，所述惰性气体包括氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合。
51.第三方面，本发明提供一种硅基负极浆料，所述硅基负极浆料包括如第二方面所述的硅基负极材料和溶剂。
52.优选地，所述硅基负极浆料的固含量为40～48％，例如41％、42％、43％、44％、45％、46％或47％等。
53.第四方面，本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如第一方面所述的复配导电剂。
54.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
55.本发明提供的复配导电剂包括炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene，通过上述三种类型的导电剂进行复配，形成“点-线-面”三维导电网络，应用到负极材料中能在添加量较低的情况下极大地提升负极材料的导电性能以及保液能力，还可以有效在循环过程中因硅颗粒膨胀收缩或破裂导致的硅基负极材料失去电接触而引起的电芯性能衰减的现象，进而得到了兼具优异循环性能和倍率性能的锂离子电池。
具体实施方式
56.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。
57.制备例1
58.一种磺基化的mxene，厚度为25nm；
59.本制备例提供的磺基化的mxene的制备方法包括：先将质量比为50:45的ti2c mxene和去离子水在20℃下混合2h，再加入1-乙基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐在50℃下混合5h，得到所述磺基化的mxene。
60.制备例2
61.一种碳包覆硅材料，其碳包覆层的厚度为2nm；
62.本制备例提供的碳包覆硅材料的制备方法包括如下步骤：
63.(1)将质量比为50:50的硅粉和二氧化硅粉混合均匀，在真空条件下加热至1000℃
生成一氧化硅气体，将一氧化硅气体进行冷却，经破和粉碎，得到氧化亚硅粉末；
64.(2)对步骤(1)得到的氧化亚硅粉末分散在乙醇中，加入沥青进行混合(氧化亚硅粉末和沥青的质量比为1:2.5)，得到混合液；
65.(3)将步骤(2)得到的混合液进行喷雾干燥和造粒，得到复合物后再进行热处理(热处理的方法具体为：将复合物以5℃/min的升温速率升温至900℃下保温10h)，所述碳包覆硅材料。
66.制备例3
67.一种碳包覆硅材料，其碳包覆层的厚度为2.5nm；
68.本制备例提供的碳包覆硅材料的制备方法包括如下步骤：
69.(1)将质量比为40:60的硅粉和二氧化硅粉混合均匀，在真空条件下加热至1500℃生成一氧化硅气体，将一氧化硅气体进行冷却，经破和粉碎，得到氧化亚硅粉末；
70.(2)对步骤(1)得到的氧化亚硅粉末通入流化床气氛中，在氩气的保护条件下加热到1000℃，通入乙炔保温10h，所述碳包覆硅材料。
71.制备例4
72.一种碳包覆硅材料，其与制备例2的区别仅在于，碳包覆层的厚度为1nm，其他物质和制备方法均参照制备例2。
73.制备例5
74.一种碳包覆硅材料，其与制备例2的区别仅在于，碳包覆层的厚度为3nm，其他物质和制备方法均参照制备例2。
75.对比制备例1
76.一种羧基化的mxene，厚度为25nm；
77.本对比制备例提供的羧基化的mxene的制备方法包括：将600mg ti2cmxene和500ml冷去离子水至于烧杯中，在2℃机械搅拌60min，然后缓慢加入10g的clch2cooh到溶液中并搅拌4h，最后将0.4mol的氢氧化钠溶液加入到溶液中，在58℃下搅拌5h，得到所述羧基化的mxene。
78.实施例1
79.一种复配导电剂，其由质量比为3:2:1.5的炭黑、碳纳米管和磺基化的mxenemxene(制备例1)组成；
80.本实施例提供的复配导电剂的制备方法包括：将炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene混合均匀，得到所述复配导电剂。
81.实施例2
82.一种复配导电剂，其由质量比为2:0.1:1的炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene(制备例1)组成。
83.本实施例提供的复配导电剂的制备方法包括：将炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene混合均匀，得到所述复配导电剂。
84.实施例3
85.一种复配导电剂，其由质量比为5:4:2的炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene(制备例1)组成。
86.本实施例提供的复配导电剂的制备方法包括：将炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene
混合均匀，得到所述复配导电剂。
87.实施例4
88.一种复配导电剂，其由质量比为1:2:1.5的炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene(制备例1)组成。
89.本实施例提供的复配导电剂的制备方法包括：将炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene混合均匀，得到所述复配导电剂。
90.实施例5
91.一种复配导电剂，其由质量比为3:0.05:1.5的炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene(制备例1)组成。
92.本实施例提供的复配导电剂的制备方法包括：将炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene混合均匀，得到所述复配导电剂。
93.实施例6
94.一种复配导电剂，其由质量比为3:2:0.5的炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene(制备例1)组成。
95.本实施例提供的复配导电剂的制备方法包括：将炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene混合均匀，得到所述复配导电剂。
96.对比例1
97.一种复配导电剂，其由质量比为3:2的炭黑和碳纳米管组成；
98.本对比例提供的复配导电剂的制备方法包括：将炭黑和碳纳米管混合均匀，得到所述复配导电剂。
99.对比例2
100.一种复配导电剂，其由质量比为3:1.5的炭黑和磺基化的mxene(制备例1)组成；
101.本对比例提供的复配导电剂的制备方法包括：将炭黑和磺基化的mxene混合均匀，得到所述复配导电剂。
102.对比例3
103.一种复配导电剂，其由质量比为2:1.5的碳纳米管和磺基化的mxene(制备例1)组成；
104.本对比例提供的复配导电剂的制备方法包括：将碳纳米管和磺基化的mxene混合均匀，得到所述复配导电剂。
105.对比例4
106.一种复配导电剂，其与实施例1的区别仅在于，采用对比制备例1得到的羧基化的mxene替换制备例1得到的磺基化的mxene，其他组分和用量均与实施例1相同。
107.对比例5
108.一种复配导电剂，其与实施例1的区别仅在于，采用未改性的mxene替换制备例1得到的磺基化的mxene，其他组分和用量均与实施例1相同。
109.应用例1
110.一种锂离子电池，其包括正极、负极、隔膜、电解液和电池外壳；
111.其中，正极的材料包括质量比为94:4:2的ncm811、sp和pvdf(阿科玛、761a)；
112.负极的材料包括质量比为92:6:1.1:0.9的碳包覆硅材料(制备例2)、复配导电剂
(实施例1)、sbr(瑞翁)和cmc；
113.隔膜为celgard2400隔膜；
114.电解液的溶剂由体积比为1:1:1的ec、dmc和emc组成的溶剂与浓度为1mol/l的六氟磷酸锂组成；
115.电池外壳为18650圆柱单体外壳；
116.本实施例提供的锂离子电池的制备方法包括如下步骤：
117.(1)将ncm811、sp和pvdf在npm中混合，得到固含量为65％的正极浆料，将正极浆料涂覆在铝箔上，经辊压和模切，得到正极极片；
118.将碳包覆硅材料、复配导电剂、sbr和cmc在去离子水中混合均匀，得到固含量为45％的负极浆料，将负极浆料涂覆在铜箔上，经辊压和模切，得到负极极片；
119.(2)将步骤(1)得到的正极极片、负极极片和隔膜进行叠片，得到电芯；
120.(3)将电解液按照注液系数为4g/ah注入步骤(2)得到的电芯中，装入18650圆柱单体外壳，得到所述锂离子电池。
121.应用例2～4
122.一种锂离子电池，其与应用例1的区别仅在于，分别采用制备例3～5得到的碳包覆硅材料替换制备例2得到的碳包覆硅材料，其他物质、用量和制备方法均与应用例1相同。
123.应用例5～9
124.一种锂离子电池，其与应用例1的区别仅在于，分别实施例2～6得到的复配导电剂替换实施例1得到的复配导电剂，其他物质、用量和制备方法均与应用例1相同。
125.对比应用例1～5
126.一种锂离子电池，其与应用例1的区别仅在于，分别对比例1～5得到的复配导电剂替换实施例1得到的复配导电剂，其他物质、用量和制备方法均与应用例1相同。
127.性能测试：
128.将锂离子电池在武汉金诺电子有限公司land电池测试系统上于常温(25℃)条件下进行测试，其中，充放电电压限制在2.5v～4.2v；测试得到满电负极极片膨胀率、循环性能和倍率性能如表1所示：
129.表1
[0130][0131]
根据表1的数据可以看出：
[0132]
首先，应用例1～6提供的锂离子电池的首圈满电负极极片膨胀率为21.5～26.5％，充放电50周容量保持率为97.4～99.2％，2c/1c充电容量比为96.0～98.1％，3c/1c充电容量比为89.6～93.5％，5c/1c充电容量比为87.2～90.7％，具有优异的循环性能和倍率性能。
[0133]
其次，比较应用例1和对比应用例1～5的数据可以看出，仅采用炭黑和碳纳米管作为导电剂(对比例1)、仅采用炭黑和磺基化的mxene作为导电剂(对比例2)、仅采用碳纳米管和磺基化的mxene作为导电剂(对比例3)、采用羧基化的mxene替换磺基化的mxene制备得到的复配导电剂(对比例4)以及采用未改性的mxene替换磺基化的mxene制备得到的复配导电剂(对比例5)，均会导致进一步制备得到的锂离子电池的充放电50周容量保持率以及充电容量比下降，说明循环性能和倍率性能变差；
[0134]
最后，比较应用例1和应用例7～9的数据还可以看出，复配导电剂中炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene三者质量比也会影响最终得到的锂离子电池的性能，如果三者的质量比不在本发明限定的范围内，同样会导致锂离子电池的循环性能和倍率性能发生下降。
[0135]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种复配导电剂及包含其的硅基负极材料、硅基负极浆料和锂离子电池，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：
1.一种复配导电剂，其特征在于，所述复配导电剂包括炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene。2.根据权利要求1所述的复配导电剂，其特征在于，所述炭黑、碳纳米管和磺基化的mxene的质量比为(2～5):(0.1～4):(1～2)；优选地，所述磺基化的mxene的层数为1～13层；优选地，所述磺基化的mxene的厚度为3～50nm。3.根据权利要求1或2所述的复配导电剂，其特征在于，所述磺基化的mxene通过如下方法制备得到，所述方法包括：将mxene材料和水进行混合，加入含磺酸基的物质进行混合，得到所述磺基化的mxene；优选地，所述mxene材料包括ti3c
2 mxene、ti2c mxene、ta4c
3 mxene、tinbc mxene、(v
0.5
cr
0.5
)3c
2 mxene、v2c mxene、nb2c mxene或nb4c
3 mxene中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述mxene材料和水的质量比为50:(40～49)；优选地，所述将mxene材料和水进行混合的混合时间为1～3h；优选地，所述将mxene材料和进行混合的混合温度为0～30℃；优选地，所述mxene材料和含磺酸基的溶剂的质量比为50:(1～10)；优选地，所述加入含磺酸基的物质进行混合的混合时间为4～8h；优选地，所述加入含磺酸基的物质进行混合的混合温度为40～80℃；优选地，所述含磺酸基的物质包括1-乙基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐、4-苯胺磺酸盐、聚(4-苯乙烯磺酸)盐、三氟甲基磺酸盐或3-醛基-4-羟基苯磺酸盐中的任意一种或至少两种的组合。4.一种硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料包括如权利要求1～3任一项所述的复配导电剂。5.根据权利要求4所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅基负极材料中还包括硅碳复合材料和/或负极粘结剂；优选地，所述硅基负极材料中硅碳复合材料的质量百分含量为90～92％；优选地，所述硅碳复合材料包括碳包覆硅材料；优选地，所述碳包覆硅材料中碳包覆层的厚度为1～3nm。6.根据权利要求4或5所述的硅基负极材料，其特征在于，所述硅碳复合材料通过如下方法制备得到，所述方法包括如下步骤：(1)将硅粉和二氧化硅粉进行加热处理得到一氧化硅气体，将一氧化硅气体进行冷却，得到氧化亚硅；(2)对步骤(1)得到的氧化亚硅进行碳包覆，得到所述硅碳复合材料。7.根据权利要求6任一项所述的硅基负极材料，其特征在于，步骤(1)所述硅粉和二氧化硅粉的质量比为(25～60):(75～40)；优选地，步骤(1)所述加热处理的温度为800～1800℃；优选地，步骤(2)所述碳包覆包括液相碳包覆或气相碳包覆；优选地，所述液相碳包覆具体包括如下步骤：(a1)将步骤(1)得到的氧化亚硅分散在有机溶剂中，加入软碳前驱体进行混合，得到混
合液；(a2)对步骤(a1)得到的混合液进行喷雾干燥和造粒，再经热处理，得到所述硅碳复合材料；优选地，步骤(a1)所述有机溶剂包括乙醇、丙醇、异丙醇或四氢呋喃中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(a1)所述氧化亚硅和软碳前驱体的质量比为1:(0.1～5)；优选地，步骤(a1)所述软碳前驱体包括沥青、柠檬酸或聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(a2)所述热处理的具体方法包括：将造粒后得到的复合物以0.2～10℃/min升温速率升温至850～1000℃后保温2～12h，完成所述热处理；优选地，所述气相包覆具体包括：将步骤(1)得到的氧化亚硅通入流化床气氛中进行加热处理，然后通入碳源进行保温处理，得到所述硅碳复合材料；优选地，所述加热处理的温度为800～1000℃；优选地，所述保温处理的时间为1～12h；优选地，所述碳源包括乙炔、乙烯、甲烷或乙烷中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述气相包覆和液相包覆均在保护性气体保护条件下进行；优选地，所述保护性气体包括氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合。8.一种硅基负极浆料，其特征在于，所述硅基负极浆料包括如权利要求4～6任一项所述的硅基负极材料和溶剂。9.根据权利要求8所述的硅基负极浆料，其特征在于，所述硅基负极浆料的固含量为40～48％。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利1或2所述的复配导电剂。

技术总结
本发明提供一种复配导电剂及包含其的硅基负极材料、硅基负极浆料和锂离子电池，所述复配导电剂包括炭黑、碳纳米管和磺基化的MXene，通过采用上述三种类型的导电剂进行复配，有助于在体系中形成“点-线-面”的三维导电网络，在添加量较低的情况下即可极大地提升硅基负极材料的导电性能以及保液能力，同时还可以有效抑制在循环过程中，因硅颗粒易发生体积变化而导致硅基负极材料失去电接触所引起的电芯性能衰减的现象，可以使采用所述复配导电剂制备得到的锂离子电池能够兼具优异循环性能和倍率性能。能和倍率性能。


技术研发人员：李文涛 赵瑞瑞 冀亚娟 谢英朋
受保护的技术使用者：惠州亿纬锂能股份有限公司
技术研发日：2023.08.09
技术公布日：2023/9/20