一种负极材料、负极片、二次电池和用电设备的制作方法

本发明涉及负极材料，具体而言，涉及一种负极材料、负极片、二次电池和用电设备。

背景技术：

1、近年来电动汽车发展迅猛，二次电池作为一种能量密度高、无记忆、清洁、可循环利用的储能器件已广泛地应用到电动汽车上。

2、二次电池的充电能力是制约电动汽车普及的关键因素之一。较高的充电电流会导致负极表面有碱金属析出，形成枝晶，刺穿隔膜，存在安全隐患。硬碳主要通过缺陷位吸附、插层、闭孔填充进行储钠。通常，缺陷位吸附及官能团储钠具有较快的离子扩散速度及动力学优异的优点，但是副反应较多，首效较低。插层、闭孔填充储钠具有容量高、副反应少及首效高的优点，相较于缺陷位储钠，其虽然电子电导率较高，但其离子扩散速度太慢，整体动力学较差。材料的微观结构与快充能力和容量、首效密切相关，而快充能力和容量、首效相互竞争。目前大多数提升充电能力的方式都损失了首效和容量，因此需要提供一种快充能力和容量、首效能达到最优平衡点的负极材料。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种负极材料，满足特定关系式，能在提升充电能力的同时兼顾高容量和高首效。

2、本发明的第二目的在于提供一种负极片，在提升电池充电能力的同时，可以兼顾高容量和高首效。

3、本发明的第三目的在于提供一种二次电池，该二次电池同时具有优异的快充能力和高容量及高首效。

4、本发明的第四目的在于提供一种用电设备。

5、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

6、本发明首先提供了一种负极材料，所述负极材料包括硬碳材料，所述负极材料满足3≤k≤10，k＝2c1/c2；

7、所述

8、所述c2＝(v闭孔孔容×100)^σ+ψ/(id/ig)^[(g+0.9425)/0.805/g]；

9、其中，sbet为所述负极材料的比表面积，单位为m2/g；v孔容为所述负极材料的孔容，单位为cm3/g；id/ig为所述负极材料的拉曼光谱中d峰和g峰的峰强比值；g为非石墨化度；at.(c＝o)为所述负极材料表面c＝o官能团含量的原子百分比，单位为％；at.(o1s)为所述负极材料表面o1s含量的原子百分比，单位为％；at.(c-o)为所述负极材料表面c-o官能团含量的原子百分比，单位为％；ρ真密度为所述负极材料的真密度且单位为g/cm3，ρ石墨为石墨的密度且ρ石墨＝2.26g/cm3；当v闭孔孔容≤0.055时，σ＝1.5；当v闭孔孔容＞0.055时，σ＝1.4；当id/ig≤1.6时，ψ＝10；当id/ig＞1.6时，ψ＝11.5。

10、进一步地，所述其中d002为石墨002晶面层间距。

11、进一步地，所述硬碳材料包括生物质基硬碳材料、树脂基硬碳材料、沥青基硬碳材料和煤基硬碳材料中的至少一种。

12、进一步地，4≤k≤8。

13、进一步地，含有所述负极材料的电池的克容量≥270mah/g。

14、进一步地，含有所述负极材料的电池的首次库伦效率≥86％。

15、进一步地，含有所述负极材料的电池的10％-80％soc的最大充电倍率≥1.2c。

16、本发明进一步提供了一种负极片，包括所述负极材料。

17、本发明又提供了一种二次电池，包括所述负极片。

18、本发明还提供了一种用电设备，包括所述二次电池。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

20、本发明提供的满足特定关系式的负极材料，能在提升电池充电能力的同时，兼顾高容量和高首效。

技术特征：

1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括硬碳材料，所述负极材料满足3≤k≤10，k＝2c1/c2；

2.根据权利要求1所述负极材料，其特征在于，其中d002为石墨002晶面层间距。

3.根据权利要求1所述负极材料，其特征在于，所述硬碳材料包括生物质基硬碳材料、树脂基硬碳材料、沥青基硬碳材料和煤基硬碳材料中的至少一种。

4.根据权利要求1所述负极材料，其特征在于，4≤k≤8。

5.根据权利要求1所述负极材料，其特征在于，含有所述负极材料的电池的克容量≥270mah/g。

6.根据权利要求1所述负极材料，其特征在于，含有所述负极材料的电池的首次库伦效率≥86％。

7.根据权利要求1所述负极材料，其特征在于，含有所述负极材料的电池的10％-80％soc的最大充电倍率≥1.2c。

8.一种负极片，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述负极材料。

9.一种二次电池，其特征在于，包括如权利要求8所述负极片。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述二次电池。

技术总结
本发明涉及负极材料技术领域，具体而言，涉及一种负极材料、负极片、二次电池和用电设备。负极材料包括硬碳材料，负极材料满足3≤K≤10，K＝2C1/C2；C1＝SBET^(V孔容/φ)+10×(ID/IG)^g+(100At.C＝O)^(At.O1s/At.C＝O)+(100At.C‑O)^(At.O1s/At.C‑O)；C2＝(V闭孔孔容×100)^σ+ψ/(ID/IG)^[(g+0.9425)/0.805/g]。本发明提供的满足特定关系式的负极材料，能在提升电池充电能力的同时，兼顾高容量和高首效。

技术研发人员：马晓晴,赵晓锋,盛杰
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5