[发明专利]负极活性材料及电池

说明书

本发明提供了一种负极活性材料及电池，所述负极活性材料包括核材料及其表面至少一部分上的聚合物改性包覆层，所述核材料为硅基负极材料、锡基负极材料中的一种或几种，所述负极活性材料在热重分析测试中，在惰性非氧化性气体气氛中温度从25℃升高到800℃的过程中失重率满足0.2％≤失重率≤2％。本发明能够减少电池充放电过程中负极活性材料表面结构的损坏、降低活性离子损失、降低电池的容量损失，同时能够很好地提升电池的库伦效率并改善电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种负极活性材料及电池。

背景技术

近年来，由于电动汽车产业对能量密度的更高要求，人们围绕高容量负极活性材料也开展了大量研究。其中，硅基和锡基负极材料由于具有远高于石墨的理论克容量而受到重视，但是硅基和锡基材料存在严重的体积效应，充电过程中会产生巨大的体积膨胀，由此在充放电过程中，负极活性材料极易发生破碎粉化，表面难以形成稳定的SEI膜，从而导致电池的容量衰减太快，循环性能很差。另外，硅作为半导体材料，存在电导率较低的缺陷，活性离子在充放电过程中的不可逆程度还比较大，也会影响电池的循环性能。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种负极活性材料及电池，其能够减少电池充放电过程中负极活性材料表面结构的损坏、降低活性离子损失、降低电池的容量损失，同时能够很好地提升电池的库伦效率并改善电池的循环性能。

为了达到上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种负极活性材料，其包括核材料及其表面至少一部分上的聚合物改性包覆层，所述核材料为硅基负极材料、锡基负极材料中的一种或几种，所述负极活性材料在热重分析测试中，在惰性非氧化性气体气氛中温度从25℃升高到800℃的过程中失重率满足0.2％≤失重率≤2％。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种电池，其包括根据本发明第一方面所述的负极活性材料。

本发明的有益效果为：本发明能够减少电池充放电过程中负极活性材料表面结构的损坏、降低活性离子损失、降低电池的容量损失，从而本发明能够很好地提升电池的库伦效率并改善电池的循环性能。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的负极活性材料及电池。

首先说明根据本发明第一方面的负极活性材料。

本发明的负极活性材料包括核材料及其表面至少一部分上的聚合物改性包覆层，所述核材料为硅基负极材料、锡基负极材料中的一种或几种，所述负极活性材料在热重分析测试中，在惰性非氧化性气体气氛中温度从25℃升高到800℃的过程中失重率满足0.2％≤失重率≤2％。

电池首次充电时，负极活性材料表面会形成SEI膜，但是由于硅基负极材料、锡基负极材料较大的体积效应，电池充放电过程中负极活性材料表面的SEI膜将不断破碎以及修复，这将消耗大量的活性离子，从而降低了电池的库伦效率并增加了活性离子的不可逆程度。另外，负极活性材料表面的SEI膜破碎后，暴露的负极活性材料直接与电解液接触，增加了负极活性材料表面的副反应；且在电解液的侵蚀下，负极活性材料的结构还容易被破坏，这将加速电池容量的衰减。

本发明在硅基负极材料、锡基负极材料表面包覆了一层聚合物改性包覆层，与业界常规的无机碳层相比，本发明的聚合物改性包覆层具有更大的弹性和韧性，更能适应硅基负极材料、锡基负极材料在电池充放电过程中的膨胀和收缩，保证在负极活性材料表面形成更稳定的SEI膜，从而避免SEI膜不断破碎以及修复而消耗大量的活性离子；另外还能保证在电池充放电过程中SEI膜能始终隔绝负极活性材料与电解液的直接接触，减少负极活性材料表面副反应的发生并减少电解液侵蚀对负极活性材料表面结构的破坏，从而降低电池的容量损失。