负极极片及其制备方法、电池和用电设备与流程
本申请涉及电池，特别是涉及一种负极极片及其制备方法、电池和用电设备。
背景技术：
1、随着新能源汽车、便携式电子设备及大规模储能系统的发展，对电池能量密度的要求不断提升。
2、相关技术中，硅碳因克容量较高，被应用于负极极片中，以提高电池的能量密度。
3、然而，硅碳在充放电过程中会发生体积膨胀，容易因其内部应力分布不均导致硅碳颗粒破损，进而导致固体电解质界面膜发生反复破裂，加速活性离子的消耗，使得电池的容量衰减与循环性能下降。
技术实现思路
1、本申请提供一种负极极片及其制备方法、电池和用电设备，以解决相关技术中硅碳因应力分布不均容易破损，导致固体电解质界面膜发生反复破裂，使得电池的容量衰减与循环性能下降的问题。
2、为了解决上述问题，本申请是通过如下技术方案实现的：
3、第一方面，本申请提出一种负极极片，包括集流体和负极活性物质层，所述负极活性物质层设置于所述集流体的至少一面上，所述负极活性物质层包括硅碳和石墨；
4、所述硅碳包括球形或类球形结构，所述硅碳的d50为2~7 μm，所述硅碳包括碳基体和沉积在所述碳基体孔壁上的硅层，所述碳基体中孔径小于2 nm的孔占比≥90%，所述硅层中硅晶粒尺寸≤2 nm。
5、在一些实施例中，所述硅碳的球形度为0.9~1；和/或，
6、所述碳基体的孔容为0.4~0.75 cm3/g；和/或，
7、所述石墨中相邻石墨层之间的层间距≥0.335 nm；和/或，
8、所述石墨的克容量为335~345 mah/g。
9、在一些实施例中，按质量份数计，所述负极活性物质层包括1~25份所述硅碳和75~99份所述石墨。
10、在一些实施例中，按质量份数计，所述负极活性物质层还包括1~1.5份导电剂和2~4份粘结剂。
11、在一些实施例中，按质量份数计，所述导电剂包括0.01~0.1份碳纳米管和0.9~1.49份导电炭黑。
12、第二方面，本申请提出一种如第一方面所述的负极极片的制备方法，包括：
13、获取含碳前驱体，其中，所述含碳前驱体包括聚乙烯、聚丙烯或酚醛树脂中的至少一种；
14、对含碳前驱体进行喷雾干燥，形成前驱体颗粒，其中，所述前驱体颗粒包括球形或类球形结构，所述前驱体颗粒的d50为2~7 μm；
15、将所述前驱体颗粒进行碳化处理，得到中间碳基体；
16、对所述中间碳基体进行活化造孔，得到碳基体，其中，所述碳基体中孔径小于2 nm的孔占比≥90%；
17、将硅源通入所述碳基体，进行化学气相沉积反应，以在所述碳基体的孔壁上沉积硅层，得到硅碳，其中，所述硅层中硅晶粒尺寸≤2 nm；
18、将所述硅碳与石墨进行混合后负载于集流体的至少一面上，形成负极活性物质层，以制成负极极片。
19、在一些实施例中，进行所述喷雾干燥时的温度为200~250 ℃，时间为10~30 min；
20、和/或，进行所述碳化处理时的温度为800~900 ℃，时间为8~9 h；
21、和/或，进行所述化学气相沉积反应时的温度为800~1000 ℃，时间为3~5 h。
22、在一些实施例中，对所述中间碳基体进行活化造孔，包括：
23、利用水蒸气与所述中间碳基体进行接触，控制接触温度为600~650 ℃，时间为2~4h。
24、第三方面，本申请提出一种电池，包括如第一方面所述的负极极片或如第二方面所述的负极极片的制备方法制备得到的负极极片。
25、第四方面，本申请提出一种用电设备，包括如第三方面所述的电池，所述电池作为所述用电设备的供电电源。
26、与相关技术相比，本申请实施例包括以下优点：
27、本申请实施例提供的负极极片及其制备方法、电池和用电设备，该负极极片包括集流体和负极活性物质层，负极活性物质层设置于集流体的至少一面上，负极活性物质层包括硅碳和石墨；硅碳包括球形或类球形结构，硅碳的d50为2~7 μm，硅碳包括碳基体和沉积在碳基体孔壁上的硅层，碳基体中孔径小于2 nm的孔占比≥90%，硅层中硅晶粒尺寸≤2nm。在本申请中，当硅碳的d50控制在2~7 μm时，可缩短活性离子的扩散路径，将碳基体中孔径小于2 nm的孔占比控制90%以上，通过具有高微孔占比的球形或类球形碳基体，有助于分散硅碳在充放电过程中的体积膨胀应力，维持了固体电解质界面膜的稳定；同时，高微孔占比的球形或类球形碳基体还将硅晶粒尺寸稳定在2 nm以下，能够缓解硅层在充放电过程中发生的体积变化以及还能够缩短活性离子的扩散路径，从而提高电池的克容量、循环寿命和充电速率。
1.一种负极极片，其特征在于，包括集流体和负极活性物质层，所述负极活性物质层设置于所述集流体的至少一面上，所述负极活性物质层包括硅碳和石墨；
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述硅碳的球形度为0.9~1；和/或，
3.根据权利要求1或2所述的负极极片，其特征在于，按质量份数计，所述负极活性物质层包括1~25份所述硅碳和75~99份所述石墨。
4.根据权利要求1~3任一项所述的负极极片，其特征在于，按质量份数计，所述负极活性物质层还包括1~1.5份导电剂和2~4份粘结剂。
5.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于，按质量份数计，所述导电剂包括0.01~0.1份碳纳米管和0.9~1.49份导电炭黑。
6.一种如权利要求1~5中任一项所述的负极极片的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的负极极片的制备方法，其特征在于，进行所述喷雾干燥时的温度为200~250 ℃，时间为10~30 min；
8.根据权利要求6或7所述的负极极片的制备方法，其特征在于，对所述中间碳基体进行活化造孔，包括：
9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1~5任一项所述的负极极片或如权利要求6~8任一项所述的负极极片的制备方法制备得到的负极极片。
10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池，所述电池作为所述用电设备的供电电源。