负极材料、二次电池及用电设备的制作方法
本申请属于二次电池,具体涉及一种负极材料、二次电池及用电设备。
背景技术:
1、随着高能量密度锂离子电池需求的增长,硅碳复合负极因其高克容量(>1000mah/g)成为替代传统石墨的核心材料。
2、然而,化学气相沉积法(chemical vapor deposition,cvd)制备的硅碳材料存在首效偏低的问题,导致大量锂离子在首次循环中不可逆损耗,严重制约电芯能量密度的有效提升。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的是提供一种负极材料、二次电池及用电设备,至少解决现有cvd硅碳材料首效偏低的问题。
2、第一方面,本申请实施例提供了一种负极材料,包括碳基体及分散于所述碳基体中的纳米硅,所述碳基体的i值大于等于400a.u.;
3、其中,i值为所述碳基体在xrd测试时26.5°的峰强度。
4、可选地,所述的负极材料中,i值为600~1200a.u.。
5、可选地,所述的负极材料中,所述碳基体选自树脂基、生物质基和石油焦基中的至少一种。
6、可选地,所述的负极材料中,所述碳基体的粒径为5~10μm。
7、可选地,所述的负极材料中,所述纳米硅的质量分数为10%~80%。
8、可选地,所述的负极材料中,所述纳米硅的质量分数为30%~50%。
9、可选地,所述的负极材料中,所述碳基体的y值大于等于15%;其中,y值为所述碳基体(101)组成扣式电池在首次充电测试后,0.3v以下容量占首次放电容量的比例。
10、可选地,所述的负极材料中,所述负极材料的ice值大于等于84%,其中,ice值为所述负极材料组装成扣式电池在首次充电测试后,0.8v以上容量占首次放电容量的比例。
11、可选地,所述的负极材料中,所述纳米硅是粒径为0~2nm的硅颗粒。
12、第二方面,本申请实施例提供了负极材料的制备方法,其中,包括:
13、将碳源在大于等于800℃的温度下热处理24h~240h,获得碳基体;
14、在所述硅基体表面沉积纳米硅,制得负极材料。
15、第三方面,本申请实施例提供了一种二次电池,包括负极极片,负极极片包括负极集流体及设置于所述负极集流体上的负极活性材料层,所述负极活性材料层包括如上述的负极材料。
16、第四方面,本申请实施例提供了一种用电设备,包括上述的二次电池,所述二次电池作为所述用电设备的供电电源。
17、第五方面,本申请实施例提供了一种车辆,所述车辆包括上述第三方面中所述的用电设备。
18、在本申请实施例中,负极材料包括碳基体及分散于碳基体中的纳米硅,碳基体的i值大于等于400a.u.,且y值大于等于15%;其中,i值为所述碳基体在xrd测试时26.5°的峰强度,y值为所述碳基体组成扣式电池在首次充电测试后,0.3v以下容量占首次放电容量的比例。通过对碳基体结晶性进行设计,控制碳基体的i值大于等于400a.u.,使得碳基材的结晶性较好,且碳在放电过程中贡献显著,锂离子脱嵌效率较高,能够实现高效可逆储锂,可以在保证硅碳复合结构完整性的前提下显著提升首效,从而突破掺硅电芯能量密度的天花板,满足市场对高性能锂离子电池的迫切需求。
1.一种负极材料(10),其特征在于,所述负极材料(10)包括碳基体(101)及分散于所述碳基体(101)中的纳米硅,所述碳基体(101)的i值大于等于400a.u.;
2.根据权利要求1所述的负极材料(10),其特征在于,i值为600~1200a.u.。
3.根据权利要求1或2所述的负极材料(10),其特征在于,所述碳基体(101)选自树脂基、生物质基和石油焦基中的至少一种。
4.根据权利要求1~3任一所述的负极材料(10),其特征在于,所述碳基体(101)的粒径为5~10μm。
5.根据权利要求1~4任一所述的负极材料(10),其特征在于,所述纳米硅的质量分数为10%~80%。
6.根据权利要求5所述的负极材料(10),其特征在于,所述纳米硅的质量分数为30%~50%。
7.根据权利要求1~6任一所述的负极材料(10),其特征在于,所述纳米硅是粒径为0~2nm的硅颗粒。
8.根据权利要求1~7任一所述的负极材料(10),其特征在于,所述碳基体(101)的y值大于等于15%;其中,y值为所述碳基体(101)组成扣式电池在首次充电测试后,0.3v以下容量占首次放电容量的比例。
9.一种二次电池,包括负极极片,其特征在于,所述负极极片包括负极集流体及设置于所述负极集流体上的负极活性材料层,所述负极活性材料层包括如权利要求1~8任一所述的负极材料(10)。
10.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求9所述的二次电池,所述二次电池作为所述用电设备的供电电源。
11.一种负极材料的制备方法,其特征在于,包括:
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