[發明專利]負極活性材料、二次電池和電子裝置

有效

• 申請號: 202110687403.8
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113437293B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 唐佳;何麗紅;謝遠森
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/587
• 分類號: H01M4/587;H01M10/0525;C01B32/205
• 代理公司: 北京市競天公誠律師事務所 11770
• 代理人: 徐民

本申請涉及一種負極活性材料、二次電池和電子裝置，所述負極活性材料顆粒滿足如下關系：0.1≤AR₁₀＜0.2，0.2≤AR₅₀＜0.4，其中，顆粒體積累積分布為10％時負極活性材料的寬長比為AR₁₀，顆粒體積累積分布為50％時負極活性材料的寬長比為AR₅₀。包含本申請的負極活性材料的鋰離子電池能夠在保證高能量密度性能(容量，首效，壓實密度)的同時滿足安全性、循環及循環膨脹的要求。

技術領域

本申請涉及儲能技術領域，尤其涉及一種負極活性材料、二次電池和電子裝置。

背景技術

鋰離子電池產業步入了高速成長期，產業規模增長迅猛。鋰離子電池作為一種新型高能綠色電池，被廣泛的應用于筆記本電腦、移動電話和新能源電動車等領域廣泛應用，這對鋰離子電池能量密度、循環壽命、成本以及安全性等提出了更高的要求。保證安全性能，可以提升產品的競爭力。提高能量密度性能，能夠提升電池續航時間，進而提高用戶體驗的舒適度。

隨著手機、筆記本等電子設備越來越薄，對電池在循環過程中膨脹要求越來越高。如何通過合理設計一種負極，從而得到兼顧高能量密度性能(容量、首效、壓實密度)、循環壽命和安全性能的鋰離子二次電池是目前行業內普遍面臨的問題。

發明內容

本申請通過提供一種負極活性材料及使用其的二次電池和電子裝置以試圖在至少某種程度上解決至少一種存在于相關領域中的問題。

根據本申請的第一方面，本申請提供了一種負極活性材料，其中所述負極活性材料顆粒滿足如下關系：0.1≤AR₁₀＜0.2，0.2≤AR₅₀＜0.4，其中顆粒體積累積分布為10％時負極活性材料的寬長比為AR₁₀，顆粒體積累積分布為50％時負極活性材料的寬長比為AR₅₀。

根據本申請的一些實施方式，所述負極活性材料滿足0.4≤AR₉₀≤0.8，AR₉₀表示在顆粒粒型分布中，顆粒體積累積分布為90％時負極活性材料的寬長比。上述范圍內的負極活性材料中細長型顆粒占比較高，可加快鋰離子的快速脫嵌，提高二次電池的倍率性能。

根據本申請的一些實施方式，1.3＜AR₉₀/AR₅₀＜3.5?？刂曝摌O活性材料顆粒寬長比分布在此范圍內，可進一步提高鋰離子的脫嵌速度，提高二次電池的倍率性能，改善負極的形變。

根據本申請的一些實施方式，所述負極活性材料滿足條件(a)至(d)中的至少一種：(a)所述負極活性材料滿足1.5≤Dv99/Dv50≤4.5；(b)所述負極活性材料的克容量≥355mAh/g；(c)所述負極活性材料的004晶面衍射峰面積C004與110晶面衍射峰面積C110的比值滿足10≤C004/C110≤40；(d)所述負極活性材料的壓實密度≥1.90g/cm³。

根據本申請的一些實施方式，所述負極活性材料滿足1.5≤Dv99/Dv50≤4.5。本申請中由于顆粒長徑垂直于集流體排布，當負極活性材料的顆粒粒度太大時，制備的負極經過一定壓力處理后易于在負極活性材料層表面產生凸點，凸點一方面會影響負極極片的外觀，另一方面容易析鋰，影響電池的循環性能，并且顆粒太大也不利于鋰離子的嵌入和脫出。根據本申請的一些實施方式，所述負極活性材料的004晶面衍射峰面積C004與110晶面衍射峰面積C110的比值滿足10≤C004/C110≤40。負極活性材料的C004/C110在上述范圍內，更有利于鋰離子的嵌入和脫出。

根據本申請的一些實施方式，負極活性材料的壓實密度≥1.90g/cm³。負極活性材料的壓實密度與制備成負極后的負極材料可承受的壓力相關，高壓實密度的材料有利于制備高體積能量密度的電池。

根據本申請的一些實施方式，所述負極活性材料包括人造石墨。