本发明涉及锂离子电池，特别是一种掺硅碳石墨负极及其活性材料选型方法、锂离子电池。
背景技术：
1、在锂离子电池体系中，负极材料对能量密度有决定性的影响，硅负极由于相较于目前最广泛的石墨材料类负极材料具备超高理论比容量(4200mah/g)，被认为是非常具有潜力的下一代高能量密度锂电池负极材料。然而硅负极由于其巨大的体积膨胀(嵌锂/脱锂过程体积变化率高达280％～400％)导致其大规模应用受到一定的限制。
2、为了解决上述问题，目前的方案一般是石墨负极掺混部分硅碳材料使用，这样既能够提高负极比容量，又能够将膨胀控制在合理范围内，避免显著恶化循环性能。
3、针对石墨材料中添加硅碳材料的混合型负极材料，目前降低循环厚度膨胀主要策略有①优化硅碳材料的结构及其合成工艺；②负极配方优化，尤其是粘结剂种类和比例的优化；主要采用丁苯橡胶sbr+聚丙烯酸paa复合粘结剂来增加对硅碳负极颗粒脱嵌锂后体积变化的束缚。但相同倍率的石墨材料也有多种选择，石墨材料之间物性差异比较大，如比表面积，石墨材料化度和颗粒度等。目前验证石墨材料和硅碳材料混合性能评估主要依赖于制成电芯后进行循环测试比较，导致评估周期长，负极涂布辊压后，极片反弹偏大，导致电芯厚度膨胀大，循环性能不佳。
技术实现思路
1、本发明实施例提供一种掺硅碳石墨负极及其活性材料选型方法、锂离子电池，以解决现有技术中验证石墨材料和硅碳材料混合性能评估主要依赖于制成电芯后进行循环测试比较，导致评估周期长，负极涂布辊压后，极片反弹偏大，导致电芯厚度膨胀大，循环性能不佳的问题。
2、本发明公开了一种掺硅碳石墨负极的活性材料选型方法，包括步骤：
3、根据循环稳定性指标和厚度膨胀指标，筛选硅碳材料，并确定硅碳材料的体积分布；其中，硅碳材料的体积分布包括最大体积密度占比a％；
4、根据倍率循环性能指标，筛选石墨材料，并确定石墨材料的体积分布；其中，石墨材料的体积分布包括最大体积密度占比b％；
5、若0％≤b％-a％≤0.5％，则确定该硅碳材料和该石墨材料为掺硅碳石墨负极的活性材料。
6、可选地，所述硅碳材料的体积分布还包括粒径分布频度最高粒径尺寸cμm，所述石墨材料的体积分布还包括粒径分布频度最高粒径尺寸dμm；
7、所述活性材料选型方法还包括步骤：
8、若0％≤b％-a％≤0.5％，且0um≤d-c≤5um，则确定该硅碳材料和该石墨材料为掺硅碳石墨负极的活性材料。
9、可选地，所述根据倍率循环性能指标，筛选石墨材料，并确定石墨材料的体积分布的步骤具体为：
10、根据倍率循环性能指标，筛选多款石墨材料，并确定每款石墨材料的体积分布；
11、所述若0％≤b％-a％≤0.5％，则确定该硅碳材料和该石墨材料为掺硅碳石墨负极的活性材料的步骤具体为：
12、计算每款石墨材料的b％与硅碳材料的a％的差值，若0％≤b％-a％≤0.5％，则确定该硅碳材料和该石墨材料为掺硅碳石墨负极的活性材料。
13、可选地，所述根据循环稳定性指标和厚度膨胀指标，筛选硅碳材料，并确定硅碳材料的体积分布的步骤具体为：
14、根据循环稳定性指标和厚度膨胀指标，筛选多款硅碳材料，并确定硅碳材料的体积分布；
15、所述若0％≤b％-a％≤0.5％，则确定该硅碳材料和该石墨材料为掺硅碳石墨负极的活性材料的步骤具体为：
16、计算石墨材料的b％与每款硅碳材料的a％的差值，若0％≤b％-a％≤0.5％，则确定该硅碳材料和该石墨材料为掺硅碳石墨负极的活性材料。
17、可选地，所述硅碳材料和所述石墨材料的体积分布通过激光粒度分析仪分析确定。
18、本发明还公开了一种掺硅碳石墨负极，包括集流体以及铺设于所述集流体上的活性材料层；所述活性材料层包括活性材料、导电剂和粘结剂；所述活性材料包括硅碳材料和石墨材料；
19、其中，所述硅碳材料的最大体积密度占比为a％，所述石墨材料的最大体积密度占比为b％，0％≤b％-a％≤0.5％。
20、可选地，所述硅碳材料的粒径分布频度最高粒径尺寸为cμm，所述石墨材料的粒径分布频度最高粒径尺寸为dμm，0um≤d-c≤5um。
21、可选地，所述硅碳材料占所述石墨材料质量的5％～10％。
22、可选地，所述硅碳材料为包覆型硅碳材料、掺杂型硅碳材料、表面改性型硅碳材料中的一种。
23、本发明还公开了一种锂离子电池，包括上述活性材料选型方法确定的掺硅碳石墨负极的活性材料，或包括上述的掺硅碳石墨负极。
24、与现有技术相比，本发明实施例提供的掺硅碳石墨负极活性材料选型方法的有益效果在于：本发明掺硅碳石墨负极的活性材料选型方法，直接从材料层面进行初步筛选，具体而言，在石墨材料和硅碳材料混合前，将相同倍率的不同石墨材料和硅碳材料进行体积分布的测试，在材料层面评估石墨材料与硅碳材料尺寸的适配性，通过在满足倍率循环性能要求的石墨材料中优先选择和硅碳材料体积密度差异小的石墨材料，满足0％≤b％-a％≤0.5％要求，能够将石墨材料和硅碳材料之间的间隙控制在一定的适宜范围，最大限度减小石墨材料和硅颗粒的间隙，预留的间隙可包容电池充放电过程中，硅负极材料脱嵌锂带来的厚度膨胀，同时间隙又不会太大导致极片厚度膨胀快速增长，可有效降低掺硅石墨负极的厚度膨胀，缩短评估周期长，降低成本，减小负极涂布辊压后的极片反弹，降低电芯厚度膨胀，提高循环性能。
1.一种掺硅碳石墨负极活性材料选型方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的活性材料选型方法，其特征在于，所述硅碳材料的体积分布还包括粒径分布频度最高粒径尺寸cμm，所述石墨材料的体积分布还包括粒径分布频度最高粒径尺寸dμm；
3.根据权利要求1所述的活性材料选型方法，其特征在于，所述根据倍率循环性能指标，筛选石墨材料，并确定石墨材料的体积分布的步骤具体为：
4.根据权利要求1所述的活性材料选型方法，其特征在于，所述根据循环稳定性指标和厚度膨胀指标，筛选硅碳材料，并确定硅碳材料的体积分布的步骤具体为：
5.根据权利要求1所述的活性材料选型方法，其特征在于，所述硅碳材料和所述石墨材料的体积分布通过激光粒度分析仪分析确定。
6.一种掺硅碳石墨负极，其特征在于，包括集流体以及铺设于所述集流体上的活性材料层；所述活性材料层包括活性材料、导电剂和粘结剂；所述活性材料包括硅碳材料和石墨材料；
7.根据权利要求6所述的掺硅碳石墨负极，其特征在于，所述硅碳材料的粒径分布频度最高粒径尺寸为cμm，所述石墨材料的粒径分布频度最高粒径尺寸为dμm，0um≤d-c≤5um。
8.根据权利要求6或7所述的掺硅碳石墨负极，其特征在于，所述硅碳材料占所述石墨材料质量的5％～10％。
9.根据权利要求6或7所述的掺硅碳石墨负极，其特征在于，所述硅碳材料为包覆型硅碳材料、掺杂型硅碳材料、表面改性型硅碳材料中的一种。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1至4任一项所述的活性材料选型方法确定的掺硅碳石墨负极的活性材料，或包括权利要求5至9任一项所述的掺硅碳石墨负极。
