[發(fā)明專利]負(fù)極材料、負(fù)極極片、電化學(xué)裝置和電子裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010399078.0
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111554902B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張成波;謝遠(yuǎn)森;魯宇浩
• 申請（專利權(quán)）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京天達共和律師事務(wù)所 11798
• 代理人: 關(guān)剛

本公開提供了負(fù)極材料、負(fù)極極片、電化學(xué)裝置和電子裝置。負(fù)極材料包括硅基材料和片狀碳氟化物；其中，所述片狀碳氟化物的徑厚比大于2。本公開中通過在含有硅基材料的負(fù)極材料中加入徑厚比大于2的碳氟化物，提高了含有硅基材料的負(fù)極材料的壓實密度和體積能量密度，并且改善了循環(huán)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種負(fù)極材料、負(fù)極極片、電化學(xué)裝置和電子裝置。

背景技術(shù)

硅基材料的理論比容量達到4200mAh/g，遠(yuǎn)高于碳材料的理論比容量(372mAh/g)，是具有應(yīng)用前景的下一代電化學(xué)裝置(例如，鋰離子電池)的負(fù)極材料。

然而，直接采用硅基材料作為負(fù)極材料制作的負(fù)極極片的壓實密度僅為1.2g/cm³，遠(yuǎn)低于石墨類負(fù)極極片的壓實密度1.8g/cm³，也遠(yuǎn)低于硅基材料的理論真密度2.3g/cm³，壓實密度過低將導(dǎo)致負(fù)極材料之間存在較多的間隙，影響負(fù)極材料的體積能量密度，并造成電化學(xué)裝置的體積能量密度的降低和循環(huán)性能的劣化。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本公開通過對包括有硅基材料的負(fù)極材料中添加特定徑厚比的片狀碳氟化物，從而極大地提高了負(fù)極材料的壓實密度，提升了負(fù)極材料的體積能量密度，并改善了循環(huán)性能。

本公開提供一種負(fù)極材料，包括：硅基材料和片狀碳氟化物；其中，所述片狀碳氟化物的徑厚比大于2。

在上述負(fù)極材料中，其中，所述片狀碳氟化物的Dv50＝A，所述硅基材料的Dv50＝B，A/B1。

在上述負(fù)極材料中，其中，所述片狀碳氟化物的質(zhì)量占所述硅基材料和所述片狀碳氟化物的總質(zhì)量的0.1％～20％。

在上述負(fù)極材料中，其中，所述片狀碳氟化物包括氟化石墨、氟化硬碳、氟化軟碳或氟化石墨烯中的至少一種。

在上述負(fù)極材料中，其中，所述硅基材料包括硅氧化物、硅、硅碳復(fù)合材料或硅合金中的至少一種。

在上述負(fù)極材料中，其中，所述硅基材料至少滿足如下之一：所述硅氧化物的表面具有所述片狀碳氟化物；所述硅氧化物的粒徑范圍滿足1μm＜Dv50＜10μm；所述硅氧化物的比表面積小于10m²/g；所述硅氧化物的通式為SiO_x，其中，0＜x＜2；所述硅包括硅微米顆粒、硅納米顆粒、硅納米線或硅納米薄膜中的至少一種；所述硅合金包括硅鐵合金、硅鋁合金、硅鎳合金或硅鐵鋁合金中的至少一種。

在上述負(fù)極材料中，其中，所述片狀碳氟化物的粒徑范圍滿足Dv50＜10μm，所述片狀碳氟化物中的氟元素的質(zhì)量占所述負(fù)極材料的總質(zhì)量的0.05％～15％。

本公開還提供了一種負(fù)極極片，包括：集流體；活性物質(zhì)層，位于所述集流體上；其中，所述活性物質(zhì)層包括上述任一負(fù)極材料。

本公開還提供了一種電化學(xué)裝置，包括：正極極片；負(fù)極極片；隔離膜，設(shè)置于所述正極極片和所述負(fù)極極片之間；其中，所述負(fù)極極片為上述負(fù)極極片。

本公開還提供了一種電子裝置，包括上述電化學(xué)裝置。

在本公開的一些實施例中，負(fù)極材料包括硅基材料和片狀碳氟化物，并且片狀碳氟化物的徑厚比大于2，從而提高了含有硅基材料的負(fù)極材料的壓實密度和體積能量密度密度，并且改善了循環(huán)性能。

附圖說明

圖1是本公開實施例的一種片狀氟化石墨的掃描電子顯微鏡圖。

圖2是本公開實施例中一種片狀氟化石墨的剖面掃描電子顯微鏡圖。

圖3是本公開的一種負(fù)極極片的示例性圖像。

圖4是本公開的一種電化學(xué)裝置的電極組件的示意圖。