[发明专利]负极材料、电化学装置和电子装置

说明书

本申请提供了负极材料、电化学装置和电子装置，其中，负极材料的颗粒包括核体和壳层；在核体的截面的20nm×20nm范围内孔径在0.4nm至5nm范围内的孔数量为5至100，从而在保证负极材料具有较高容量的同时保证了动力学性能。

技术领域

本申请涉及电化学储能领域，尤其涉及一种负极材料、电化学装置和电子装置。

背景技术

随着电化学装置(例如，锂离子电池)的发展和进步，对其容量、电化学装置的动力学性能提出了越来越高的要求。目前，为了提升电化学装置的容量和动力学性能，虽然采取了一些措施得到了一些改进，但还不能令人满意，期待进一步改进。

发明内容

本申请的实施例中提出一种负极材料，负极材料的颗粒包括核体和壳层；在核体的截面的20nm×20nm范围内，孔径在0.4nm至5nm范围内的孔数量为5至100。核壳结构有利于提高负极材料的稳定性，并且减少核体内部孔与电解液的接触，减少电解液的消耗。

一些实施例中，在核体的截面的20nm×20nm范围内，孔径在2nm至5nm范围内的孔数量为5至50。一些实施例中，在核体的截面的20nm×20nm范围内，孔径在2nm至5nm范围内的孔数量为12至50。保证负极材料具有较高容量的同时保证了动力学性能。

一些实施例中，负极材料包括碳材料。一些实施例中，壳层位于核体的表面。一些实施例中，采用透射电子显微镜对壳层进行分析，在壳层的任意400nm²的范围内，孔径在2nm至5nm范围内的孔的数量小于或等于5。不仅能提高离子的传导，还能兼顾克容量。

一些实施例中，负极材料满足如下(a)至(c)所示的至少一者：(a)壳层的厚度为10nm至200nm；(b)壳层的微晶片层的晶面间距为0.36nm至0.4nm；(c)壳层包括无定形碳。保证离子传输，提高动力学性能。

一些实施例中，负极材料满足如下所示的(d)至(h)至少一者：(d)在负极材料的光电子能谱中，在285.4±0.3eV、287.8±0.3eV和288.9±0.3eV的位置具有至少有一个峰；(e)负极材料的比表面积为2m²/g至10m²/g；(f)负极材料的粉末电导率为1×10^-06μS/cm至9×10^-08μS/cm；(g)在负极材料的X射线衍射图谱中，在18°至30°之间具有一个衍射峰，衍射峰的半峰宽为4°至10°；(h)负极材料的拉曼光谱中G峰和D峰的峰强比值I_G/I_D为0.6至1。

一些实施例中，负极材料满足如下所示(i)至(k)的至少一项：(i)负极材料的Dv10为1μm至5μm；(g)负极材料的Dv50为4μm至15μm；(k)负极材料的Dv90为13μm至30μm。一些实施例中，负极材料的Dv50为5μm至10μm。Dv10、Dv50和Dv90在合适范围，有效的改善离子在负极活性物质层内部的扩散，提高负极材料的倍率性能和快速脱嵌锂的能力。

一些实施例中，负极材料包括碳材料。碳材料可减少核体内部孔与电解液的接触，减少电解液的消耗。

本申请实施例中还提出一种电化学装置，包括：正极、负极、电解液和隔离膜；负极包括负极集流体和位于负极集流体的负极活性物质层，负极活性物质层包括上述任一项的负极材料。