[發明專利]負極活性材料、電化學裝置和電子裝置

在審

• 申請號: 202211214083.5
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115394999A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 蔡余新;陳宇圣;董佳麗
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市競天公誠律師事務所 11770
• 代理人: 王彩霞;陳偉

本申請涉及一種負極活性材料及包含該負極活性材料的電化學裝置和電子裝置。本申請的負極活性材料包括石墨和無定型碳，其中，通過拉曼測試，該負極活性材料滿足：1.6≤W_D/W_G≤2.6，其中，W_D為拉曼光譜中1340cm^?1至1370cm^?1內D峰的半峰寬，40cm^?1≤W_D≤100cm^?1，W_G為拉曼光譜中1570cm^?1至1590cm^?1內G峰的半峰寬，15cm^?1≤W_G≤50cm^?1。本申請的負極活性材料經過表面處理，其表面具有較高的表面晶格缺陷度，能夠有效提升其克容量和動力學性能，進而使得包括該負極活性材料的電化學裝置兼具高的能量密度和電化學性能。

技術領域

本申請涉及儲能領域，具體涉及一種負極活性材料和包含該負極活性材料的電化學裝置和電子裝置。

背景技術

電化學裝置(例如，鋰離子電池)由于具有環境友好、工作電壓高、比容量大和循環壽命長等優點而被廣泛應用，已成為當今世界最具發展潛力的新型綠色化學電源。近年來，具有高輸出特性的中等尺寸和大尺寸鋰離子電池被發展應用于電動汽車(EV)和大規模儲能系統(ESS)。隨著鋰離子電池的廣泛應用，續航焦慮逐漸凸顯，能量密度的提升已成為亟待解決的關鍵技術問題。改進電極中的活性材料是解決上述問題的研究方向之一。

現有技術中，主要采用提升人造石墨的石墨化度或者使用天然石墨來提升負極材料的克容量，從而提升電極組件的能量密度，但這同時會嚴重影響循環性能，導致顧此失彼，難以兼顧鋰離子電池的綜合使用性能。

發明內容

本申請提供了一種負極活性材料、包含該負極活性材料的電化學裝置和電子裝置，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。

在第一方面，本申請提供一種負極活性材料，其包括石墨和無定型碳，其中，通過拉曼測試，該負極活性材料滿足：1.6≤W_D/W_G≤2.6，其中，W_D為拉曼光譜中1340cm^-1至1370cm^-1內D峰的半峰寬，40cm^-1≤W_D≤100cm^-1，W_G為拉曼光譜中1570cm^-1至1590cm^-1內 G峰的半峰寬，15cm^-1≤W_G≤50cm^-1。本申請中，D峰的半峰寬代表負極活性材料的表面晶粒大小，主要反映其表面晶格的缺陷度。G峰的半峰寬代表負極活性材料的結晶度。W_D/W_G在上述范圍內時，負極活性材料的表面晶格缺陷度較大，這種表面晶格缺陷有利于活性離子快速嵌入，進而能夠提升負極活性材料的動力學性能；更重要的是，這種表面晶格缺陷還能夠存儲更多活性離子，進而提升負極活性材料的克容量。在一些實施方式中，1.7≤W_D/W_G≤ 2.5。在一些實施方式中，2≤W_D/W_G≤2.5。

在一些實施方式中，40cm^-1≤W_D≤60cm^-1。在一些實施方式中，15cm^-1≤W_G≤35 cm^-1。