负极材料及二次电池的制作方法

本申请一般涉及电池负极材料。更具体地，本申请涉及一种负极材料及二次电池。

背景技术：

1、锂离子电池凭借能量密度高、使用寿命长和无环境污染等优势，广泛应用于3c领域(通信、计算机和消费类电子产品三大领域)以及电动汽车、电动工具等大型设备领域。为提升电池能量密度，硅基负极材料因电压平台低、环境友好、资源丰富，成为实现高容量锂离子电池的极具前景的材料之一。然而，现有的普通硅基材料存在诸多问题。在充放电过程中，其体积膨胀大，容易致使颗粒粉化并从集流体上脱落。同时，硅基活性物质在电化学循环时体积反复变化，使表面形成的sei膜(“solid electrolyteinterphase，固体电解质界面膜”)不断破坏、再生，持续消耗锂离子，严重影响电池稳定性，导致长循环过程中电池容量的急速下降。

2、有鉴于此，亟需提供一种负极材料的方案，以便有利于提升负极材料的循环稳定性。

技术实现思路

1、为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本申请在多个方面中提出了一种负极材料及二次电池的方案。

2、在第一方面中，本申请提供一种负极材料，所述负极材料包括多孔材料和活性物质，所述活性物质至少部分分布于所述多孔材料的孔内，所述活性物质包括硅材料；从负极材料的颗粒表面向颗粒核心的多个深度进行xps刻蚀，以得到所述多个深度的si原子含量，所述颗粒表面的si原子含量以及所述多个深度的si原子含量满足：；γ≤0.4；其中，γ表示所述负极材料中si原子的分布均匀性参数，ai表示从负极材料的颗粒表面向颗粒核心的n个深度中第i个深度的si原子含量，ai-1表示从负极材料的颗粒表面向颗粒核心的n个深度中第i-1个深度的si原子含量，a0表示所述颗粒表面的si原子含量，d表示第i个深度与第i-1个深度之间的距离，n≥2。

3、在一些实施方式中，从所述负极材料的颗粒表面向颗粒核心的第4个深度至第8个深度，每个深度的si原子含量为17％～25％。

4、在另一些实施方式中，所述颗粒表面的si原子含量为5％～17％；并且从所述负极材料的颗粒表面向颗粒核心的第1个深度至第3个深度，每个深度的si原子含量为5％～17％。

5、在又一些实施方式中，从所述负极材料的颗粒表面至第3个深度的si原子含量平均值，小于从第4个深度至第8个深度的si原子含量平均值。

6、在一些实施方式中，所述负极材料还满足以下特征中的至少一项：(1)所述负极材料的微孔孔体积占总孔体积的体积占比≤10％；(2)所述负极材料的介孔孔体积占总孔体积的体积占比≥80％；(3)所述负极材料的大孔孔体积占总孔体积的体积占比≤20％；(4)所述负极材料的总孔体积为0.001cm3/g～0.1cm3/g；(5)所述负极材料的平均孔径为0.45nm～50nm；(6)所述负极材料的比表面积为0.5m2/g～10m2/g。

7、在另一些实施方式中，所述负极材料去除所述硅材料后，满足以下特征中的至少一项：(1)总孔体积为0.2cm3/g～1.5cm3/g；(2)微孔在所有孔中的体积占比≥15％；(3)介孔在所有孔中的体积占比≤85％；(4)大孔在所有孔中的体积占比≤2％；(5)5nm以下的孔在所有孔中的体积占比≥90％；(6)比表面积为200m2/g～3000m2/g；(7)平均孔径为1.0nm～20nm；(8)真密度为1.6g/cm3～2.4g/cm3。

8、在又一些实施方式中，所述负极材料还满足以下特征中的至少一项：(1)所述负极材料的粒径分布满足：0.9≤(dv90-dv10)/dv50≤5；(2)所述负极材料的体积中值粒径dv50为0.5μm～40μm；(3)所述负极材料的体积中值粒径dv50为5μm～20μm。

9、在一些实施方式中，所述负极材料还满足以下特征中的至少一项：(1)所述负极材料的压实密度为0.8g/cm3～1.3g/cm3；(2)所述负极材料的振实密度为0.5g/cm3～1.5g/cm3；(3)所述负极材料在20kn压力下的粉末电导率为0.1s/cm～2s/cm；(4)所述负极材料的产气量≤1ml/g/天。

10、在另一些实施方式中，所述负极材料还满足以下特征中的至少一项：(1)所述多孔材料包括活性炭、电容炭、炭分子筛、石墨烯、沸石、多孔石墨、多孔al2o3、多孔zro2、多孔tio2中的至少一种；(2)所述负极材料还包括内核和包覆于内核的至少部分表面的碳包覆层，所述内核包括多孔材料和活性物质；(3)基于所述负极材料的质量，所述负极材料中硅元素的质量含量为20％～60％；(4)基于所述负极材料的质量，所述负极材料中碳元素的质量含量为35％～80％。

11、在第二方面中，本申请提供一种二次电池，所述二次电池包括本申请在第一方面中任一项所述的负极材料。

12、在如上所提供的负极材料的方案中，本申请实施方式的负极材料包括多孔材料和活性物质，从负极材料的颗粒表面向颗粒核心的多个深度进行xps刻蚀，以得到多个深度的si原子含量，颗粒表面的si原子含量以及多个深度的si原子含量满足：且γ≤0.4，说明负极材料颗粒从表层到内部的si原子含量分布均匀，有利于负极材料颗粒内部的应力分布，使得负极材料能够在电池中保持良好的循环稳定性，从而获得优异的循环性能并且首次放电比容量、首次库伦效率均表现优异。

1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括多孔材料和活性物质，所述活性物质至少部分分布于所述多孔材料的孔内，所述活性物质包括硅材料；

2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，从所述负极材料的颗粒表面向颗粒核心的第4个深度至第8个深度，每个深度的si原子含量为17％～25％。

3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，

4.根据权利要求2或3所述的负极材料，其特征在于，从所述负极材料的颗粒表面至第3个深度的si原子含量平均值，小于从第4个深度至第8个深度的si原子含量平均值。

5.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还满足以下特征中的至少一项：

6.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料去除所述硅材料后，满足以下特征中的至少一项：

7.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还满足以下特征中的至少一项：

8.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还满足以下特征中的至少一项：

9.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料还满足以下特征中的至少一项：

10.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池包括权利要求1-9任一项所述的负极材料。