[发明专利]一种锂离子/钠离子电池用负极活性材料、负极及电池

摘要

本发明提供一种锂离子/钠离子二次电池用负极活性材料、负极及电池，属于电化学及电池技术领域，负极活性材料包括磷锗化合物，或/和所述磷锗化合物与单质P或/和单质Ge所形成的第一复合物，或/和所述磷锗化合物与导电组元所形成的第二复合物；或/和所述第一复合物与导电组元所形成的第三复合物。本发明提供的负极包括如上所述负极活性材料。本发明负极具有比容量高、首次库仑效率高、充放电电压平台差别小、大电流充放电性能好的优点。

主权项

一种锂离子/钠离子电池用负极，所述负极包含：集电器；和负极活性材料层，所述负极活性材料层形成在所述集电器的至少一个表面上并包含负极活性材料，其中所述负极活性材料为如下7项中任一项所限定的负极活性材料，(1)所述负极活性材料包括：磷锗化合物、所述磷锗化合物与单质P和/或单质Ge所形成的第一复合物、所述磷锗化合物与导电组元所形成的第二复合物、所述第一复合物与导电组元所形成的第三复合物中的一种或者多种，所述导电组元自身具有导电能力，其中，所述磷锗化合物包括下列物质的一种或者几种：(i)由P和Ge所形成的二元整比化合物；(ii)由P和Ge所形成的二元非整比化合物；(iii)由P和Ge以及元素M共同形成的多元磷锗化合物，M取自Li，Si，Sn，Pb，Mn，Fe，Co和Cu中的一种或几种，(2)在第(1)项所述的负极活性材料基础上，进一步的，其中所述由P和Ge所形成的二元整比化合物包括GeP、GeP2、GeP3、GeP4、GeP5、Ge2P2、Ge2P3、Ge3P以及Ge3P4中的一种或者几种，(3)在第(1)项所述的负极活性材料基础上，进一步的，其中所述由P和Ge所形成的二元非整比化合物包括以下物质的一种或者多种：(i)化学通式为Ge1±aP1±b的化合物，其中0<a≤0.2，且0<b≤0.2；(ii)化学通式为Ge1±aP2±b的化合物，其中0<a≤0.2，且0<b≤0.2；(iii)化学通式为Ge1±aP3±b的化合物，其中0<a≤0.2，且0<b≤0.2；(iv)化学通式为Ge1±aP4±b的化合物，其中0<a≤0.2，且0<b≤0.2；(v)化学通式为Ge2±aP2±b的化合物，其中0<a≤0.2，且0<b≤0.2；(vi)化学通式为Ge3±aP1±b的化合物，其中0<a≤0.2，且0<b≤0.2；(vii)化学通式为Ge2±aP3±b的化合物，其中0<a≤0.2，且0<b≤0.2；(viii)化学通式为Ge1±aP5±b的化合物，其中0<a≤0.2，且0<b≤0.2；(ix)化学通式为Ge3±aP4±b的化合物，其中0<a≤0.2，且0<b≤0.2，(4)在第(1)项所述的负极活性材料基础上，进一步的，其中，所述由P和Ge所形成的二元非整比化合物包括由P和Ge所形成的整比化合物与过量的单质P和/或单质Ge所形成的固溶体的一种或多种，(5)在第(1)项所述的负极活性材料基础上，进一步的，其中所述第二/第三复合物中，所述导电组元的质量为所述第二复合物总质量的10％～70％，(6)在第(1)项所述的负极活性材料基础上，进一步的，其中所述第二/第三复合物中，所述导电组元的质量为所述第二复合物总质量的20％～60％，(7)在第(1)项所述的负极活性材料基础上，进一步的，其中所述导电组元包括具有导电能力的活性炭、天然石墨、石墨烯、石墨片、人造石墨、碳气凝胶、碳纤维、碳纳米管、石墨氧化物、还原石墨烯、炭黑、乙炔黑、金属Ni、金属Cu、化合物RuO2、化合物TiC、聚苯胺、聚噻吩以及聚吡咯中的一种或者多种。