[发明专利]负极极片、电池、电池包及用电设备

说明书

本发明提供了一种负极极片、电池、电池包及用电设备。所述负极极片包括：负极集流体以及负极材料层，所述负极材料层设置于所述负极集流体的表面，所述负极材料层包括硬碳材料，所述硬碳材料包括一次颗粒和二次颗粒，所述一次颗粒的缺陷值与所述二次颗粒的缺陷值不同。相较于只应用一种具有相同缺陷值的硬碳颗粒作为负极材料层的方案，本申请的负极极片包括缺陷值不同的两种硬碳颗粒，该负极极片综合了两种硬碳颗粒的优异性能，使得负极极片具有优异的性能，同时满足电池高能量密度、高首周放电效率及优异倍率性能等要求。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种负极极片、电池及用电设备。

背景技术

硬碳材料是一类以高分子聚合物为前驱体经高温热解得到的碳材料，它具有较大的层间间距和丰富的无序结构，且其充放电循环寿命长，被认为是一种十分有前景的电池负极材料。但是，硬碳材料目前仍存在首周放电效率低、循环稳定性差和倍率特性不佳等问题，这些问题阻碍了硬碳材料作为电池负极材料的发展。

目前常采用在硬碳材料中掺杂其他原子、利用石墨化程度较高的软碳覆盖硬碳中的一些开孔及设计含有许多缺陷的硬碳材料等方法来改善硬碳材料作为电池负极材料的不足之处，但是这些方案难以同时满足电池对高能量密度和高首周放电效率等电化学性能的要求。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种负极极片，所述负极极片包括缺陷值不同的两种硬碳颗粒，该负极极片综合了两种硬碳颗粒的优异性能，使得负极极片具有优异的性能，同时满足电池高能量密度、高首周放电效率及优异倍率性能等要求。

本申请提供了一种负极极片，其包括：负极集流体以及负极材料层，所述负极材料层设置于所述负极集流体的表面，所述负极材料层包括硬碳材料，所述硬碳材料包括一次颗粒和二次颗粒，所述一次颗粒的缺陷值与所述二次颗粒的缺陷值不同。

本申请的实施例的负极极片包括负极集流体及负极材料层，所述负极材料层包括硬碳材料，所述硬碳材料包括一次颗粒和二次颗粒，且所述一次颗粒的缺陷值与所述二次颗粒的缺陷值不同。缺陷值较大的硬碳颗粒具有较多的活性位点，增加了活性离子的储存位点，使电池具有较高的能量密度和倍率性能；缺陷值较小的硬碳颗粒具有较少的活性位点，可以降低负极极片与电解液的副反应，从而提高电池的首周放电效率。相较于单独应用一种缺陷值相同的硬碳颗粒作为负极材料层的方案，本申请的实施例提供的负极极片通过将缺陷值较大的硬碳颗粒与缺陷值较小的硬碳颗粒复配，改善了硬碳材料的性能，使得负极极片具有良好的性能，且能同时满足电池高能量密度和高首周放电效率等性能的要求，提高了电池的动力学性能和循环性能。

进一步地，所述一次颗粒的缺陷值为G1，所述二次颗粒的缺陷值为G2，且0.04≤|G1-G2|≤0.2。当所述一次颗粒的缺陷值G1与所述二次颗粒的缺陷值G2满足0.04≤|G1-G2|≤0.2时，所述一次颗粒与所述二次颗粒因缺陷值不同而具有不同的优势，缺陷值较大的硬碳颗粒可以提高电池的能量密度，缺陷值较小的硬碳颗粒可以提高电池的首周放电效率，有利于负极材料层整体结构的参数的调试，使得负极材料层具有较好的性能。

进一步地，所述一次颗粒的缺陷值G1的范围值为：0.5≤G1≤0.8；所述二次颗粒的缺陷值G2的范围值为：0.5≤G2≤0.8。将所述一次颗粒的缺陷值G1的值及所述二次颗粒的缺陷值G2的值调控在合理的范围内，可使所述负极极片具有适中的缺陷，进而使所述负极材料层具有较高的活性位点，且与电解液的副反应较少，在提高首周放电效率的同时提高电池的能量密度和循环稳定性。