本公開涉及電池，尤其涉及一種多孔碳材料、負極材料及其制作方法、負極、電池和設備。
背景技術：
1、硅基負極材料相對于碳負極材料具有較高的克容量，但是，在電池的正極金屬離子的嵌入和脫出的循環過程中，硅負極材料會發生嚴重的體積膨脹和體積收縮，甚至會導致硅基負極材料的結構破壞和粉碎，嚴重影響電極循環性能和電極穩定性能，導致電池容量和能量密度的嚴重衰減。目前，通過對硅進行納米化改性、復合化改性、以及將硅負載于多孔碳材料的開孔中等方式，對硅基負極材料的膨脹率進行緩解。
2、然而，相關技術中通常采用全微孔碳材料作為用于負載硅的多孔碳材料，然而此種類型的碳材料形成的負極材料的比容量有限，且微孔的孔徑較小，硅材料在微孔中發生的體積膨脹容易導致負極材料破裂。另一種相關技術中，通常在多孔碳材料中設置分層區域，在不同的分層區域中設置不同孔徑的開孔，以搭載負極材料。然而，這容易使得形成的負極材料中，不同的分層區域中的開孔搭載硅材料之后，不同的分層區域中，開孔形成的孔隙的孔徑也存在差異，孔隙差異容易導致應力集中，形成的電池在充放電過程中，負極材料容易破碎，電極循環性能的提升程度有限。
技術實現思路
1、為克服相關技術中存在的問題，本公開提供了一種多孔碳材料、負極材料及其制作方法、負極、電池和設備。
2、根據本公開的第一方面，提供了一種多孔碳材料，所述多孔碳材料具有多個開孔，所述開孔用于負載硅材料，多個所述開孔在所述多孔碳材料中均布設置，所述開孔包括微孔和介孔；
3、其中，所述介孔包括至少一種孔徑范圍，每種所述孔徑范圍的極差小于或等于1nm。
4、本公開的一些實施例中，所述介孔在所述開孔中的占比大于10％；
5、所述微孔在所述開孔中的占比小于90％。
6、本公開的一些實施例中，所述開孔的平均孔徑為0.7nm-5.0nm；和/或，
7、所述多孔碳材料的比表面積大于1100m2/g；和/或，
8、所述多孔碳材料的孔容為0.8cm3/g-1.8cm3/g。
9、本公開的一些實施例中，所述多孔碳材料的粒徑為0.1μm-100μm；和/或，
10、所述多孔碳材料的徑距小于1.2。
11、根據本公開的第二方面，提供了一種多孔碳材料的制作方法，所述多孔碳材料的制作方法包括：
12、將模板劑、碳前驅體、堿性催化劑以第一預設比例混合，并在第一預設條件下干燥，得到在制品；
13、在第二預設條件下，將所述在制品在惰性氣氛下燒制后，進行活化處理，得到半成品；
14、將所述半成品進行粉碎處理，得到所述多孔碳材料；其中，所述多孔碳材料具有多個開孔，所述開孔用于負載硅材料，多個所述開孔在所述多孔碳材料中均布設置，所述開孔包括微孔和介孔；其中，所述介孔包括至少一種孔徑范圍，每種所述孔徑范圍的極差小于或等于1nm。
15、本公開的一些實施例中，所述第一預設比例以質量分數表示如下：
16、模板劑：20wt％-80wt％；碳前驅體：20wt％-80wt％；堿性催化劑：2wt％-6wt％。
17、本公開的一些實施例中，所述第一預設條件包括：干燥溫度為20℃-80℃，干燥時間為10h-24h；和/或，
18、所述第二預設條件包括：燒制溫度為400℃-900℃，燒制時間為4h-10h。
19、根據本公開的第三方面，提供了一種負極材料，包括多個硅碳顆粒，所述硅碳顆粒包括硅層、碳層和本公開第一方面提供的多孔碳材料，所述硅層設置于所述多孔碳材料中的開孔的內壁上，所述碳層設置于所述硅層的表面，以使所述硅碳顆粒中具有多個均布設置的孔隙。
20、本公開的一些實施例中，所述硅碳顆粒中，硅元素的質量分數45％-95％；
21、所述硅碳顆粒中，碳元素的質量分數為5％-55％。
22、本公開的一些實施例中，所述硅碳顆粒的孔容為0.2cm3/g-1.5cm3/g。
23、本公開的一些實施例中，所述負極材料的克容量為1400ma·h/g-2700ma·h/g；和/或，
24、所述負極材料的首次庫倫效率為72％-96％。
25、本公開的一些實施例中，所述硅碳顆粒的粒徑為0.15μm-100μm。
26、本公開的一些實施例中，所述硅層的厚度為0.5nm-50.0nm；和/或，
27、所述碳層的厚度為3.0nm-130.0nm。
28、本公開的一些實施例中，所述硅碳顆粒還包括碳改性層，所述碳改性層設置于所述開孔的內壁與所述硅層之間。
29、本公開的一些實施例中，所述硅碳顆粒還包括傳導層，所述傳導層包裹所述硅碳顆粒。
30、根據本公開的第四方面，提供了一種負極材料的制作方法，所述負極材料的制作方法包括：
31、提供多孔碳材料；所述多孔碳材料具有多個開孔，所述開孔用于負載硅材料，多個所述開孔在所述多孔碳材料中均布設置，所述開孔包括微孔和介孔；其中，所述介孔包括至少一種孔徑范圍，每種所述孔徑范圍的極差小于或等于1nm；
32、在所述開孔的內壁上沉積形成硅層；
33、在所述硅層的表面沉積形成碳層，以使制得的硅碳顆粒中具有多個均布設置的孔隙，得到所述負極材料。
34、本公開的一些實施例中，所述在所述開孔的內壁上沉積形成硅層，包括：
35、在第三預設條件下，以氣態硅源作為工作氣體，在所述開孔的內壁上沉積形成所述硅層；
36、所述第三預設條件包括：沉積溫度為450℃-580℃；沉積時間為3h-20h；氣體流量為0.06l/min-5l/min。
37、本公開的一些實施例中，所述在所述硅層的表面沉積形成碳層，包括：
38、在第四預設條件下，以氣態碳源作為工作氣體，在所述硅層的表面沉積形成所述碳層；
39、所述第四預設條件包括：沉積溫度為500℃-1000℃；沉積時間為2h-20h；氣體流量為1l/min-10l/min。
40、本公開的一些實施例中，在所述開孔的內壁上沉積形成硅層之前，所述制作方法還包括：
41、在所述開孔的內壁上形成碳改性層，以使所述碳改性層形成于所述開孔的內壁與所述硅層之間。
42、本公開的一些實施例中，所述制作方法還包括：
43、在所述硅碳顆粒的表面形成傳導層，所述傳導層包裹所述硅碳顆粒。
44、根據本公開的第五方面，提供了一種負極，所述負極包括集流體以及負載于所述集流體上的負極材料層，所述負極材料層包括本公開第三方面提供的負極材料。
45、根據本公開的第六方面，提供了一種電池，所述電池包括本公開第五方面提供的負極。
46、根據本公開的第七方面，提供了一種電子設備，所述電子設備包括本公開第六方面提供的電池。
47、本公開的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果：多孔碳材料具有多個均布設置的開孔，且開孔包括微孔和孔徑范圍極差較小的介孔，介孔可以增加多孔碳材料的孔容，使得在多孔碳材料中的多個開孔負載硅材料形成負極材料之后，負極材料具有較高的比容量。此外，多個開孔形成的多個孔隙也在負極材料中均布設置，且多個孔隙的孔徑范圍極差也較小，多個孔隙作為硅材料體積膨脹的預留空間，負極材料內部的應力均勻，可以避免負極材料受到集中應力而破碎的情況，確保負極材料的結構穩定性，在提升負極材料的克容量的情況下，良好提升負極材料的循環性能。
48、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。