[发明专利]一种负极活性物质、负极极片及制备方法、应用

说明书

本申请涉及一种负极活性物质、负极极片及制备方法、应用，所述负极活性物质包括碳材料A和碳材料B，所述碳材料A与所述碳材料B的粉体压实密度的比值为0.8～1；所述碳材料B的可逆容量C_B大于所述碳材料A的可逆容量C_A；所述碳材料A和石墨化度低于所述碳材料B的石墨化度。与碳材料B相比，碳材料A的石墨化度较低、层间距相对较大，机械强度较高。将两种碳材料混合使用，能够保证负极极片兼具高可逆容量和良好的抗压性，提高电池的循环寿命。

本申请是针对申请日为2018年02月13日、申请号201810150341.5，发明名称为“一种二次电池”的申请提出的分案申请。

技术领域

本申请涉及二次电池领域，具体讲，涉及一种负极活性物质、负极极片及制备方法、应用。

背景技术

随着电动汽车在全球范围内的普及，电动汽车对续航里程的要求也越来越高，相应要求提高动力电池的能量密度。面对这些需求，层状三元正极材料NCM(Li(Ni_xMn_yCo_z)O₂，其中x+y+z＝1)应运而生。与LCO正极材料相比，NCM材料中引入了Mn和Ni元素，其中的Mn元素不具备化学活性，但能提高材料的安全性和稳定性，同时还可降低材料成本。Ni 元素可以提高材料活性，提高材料的克容量。但三元材料在充放电过程中，极片厚度会发生变化，且单晶三元材料的极片厚度膨胀率明显高于多晶材料。在二次电池，特别是锂离子动力电池应用的后期，由于正极极片在循环过程中的极片厚度膨胀，会导致循环跳水，表现为电芯的循环寿命明显降低。

在高容量电池体系中，由于三元正极材料具有高克容量，为了充分发挥电池的容量特性，需要相应地提高负极克容量。但是，克容量较高的石墨通常具有较小的层间距和较高的石墨化度。当负极极片采用克容量较高的石墨时，会使负极极片的抗压性变差。对于三元正极材料体系，尤其是含有单晶材料或者高镍多晶的阴极体系或混合阴极体系，正极极片的膨胀较为明显，导致电芯的循环膨胀力呈线性增长，对负极极片产生挤压。随着锂离子在负极的嵌入与脱出持续进行，正极和负极的挤压力同时增长，导致电解液从正负极片之间挤出，负极动力学降低，从而降低电芯的析锂窗口，进而引发循环急剧衰减、跳水。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本申请第一方面提出一种负极活性物质，包括碳材料A和碳材料B，所述碳材料A与所述碳材料B的粉体压实密度的比值为0.8～1；所述碳材料B的可逆容量C_B大于所述碳材料A的可逆容量C_A；所述碳材料A的 石墨化度低于所述碳材料B的石墨化度。

在任意实施方式中，所述碳材料B的可逆容量C_B与所述碳材料A的可逆容量C_A的比值为1＜C_B/C_A＜1.1。

在任意实施方式中，所述碳材料B的可逆容量C_B不低于355mAh/g。

在任意实施方式中，所述碳材料A的可逆容量≥345mAh/g。

在任意实施方式中，所述碳材料A与所述碳材料B的粉体压实密度的比值为0.9～0.98。

在任意实施方式中，所述碳材料A在20MPa下的粉体压实密度为 1.45～1.7g/cm³，所述碳材料B在20MPa下的粉体压实密度为 1.5～1.75g/cm³。

在任意实施方式中，所述碳材料A的石墨化度为90％～96％，所述碳材料B的石墨化度为95％～99％。

在任意实施方式中，所述碳材料A的D50粒径为11μm～13.5μm，所述碳材料B的D50粒径为12μm～14.5μm。