[发明专利]负极活性材料、包含其的负极极片、电化学装置及用电装置

说明书

本申请提供了一种负极活性材料、包含其的负极极片、电化学装置及用电装置。该负极活性材料包括硬碳材料，硬碳材料具有多个微孔，以使硬碳材料以金属锂为对电极的脱锂平均电位为0.15V(vs Li⁺/Li)至0.40V(vs Li⁺/Li)。本申请能够使得电化学装置具备高能量密度、高首次库伦效率和良好的循环性能。

技术领域

本申请属于电化学电池技术领域，具体涉及一种负极活性材料、包含其的负极极片、电化学装置及用电装置。

背景技术

以锂离子二次电池为代表的二次电池具有能量密度高、循环寿命长，以及污染小、无记忆效应等突出特点。作为清洁能源，二次电池的应用已由电子产品逐渐普及到电动汽车等大型装置领域，以适应环境和能源的可持续发展战略。由此，也对二次电池的能量密度提出了更高的要求。

目前，商业化的二次电池负极材料仍以石墨为主。石墨具有高电导率和高稳定性等优势。但是，石墨理论容量约为372mAh/g，近年来几乎已开发到其理论容量上限，以石墨为负极材料的锂离子电池的能量密度难以进一步提升。

因此，开发一种负极活性材料，以提升二次电池的能量密度，对二次电池的发展具有重要的意义。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本申请提供一种负极活性材料、包含其的负极极片、电化学装置及用电装置，该负极活性材料具有低的脱锂平均电位，能够提升负极极片、电化学装置及用电装置的能量密度。

本申请的第一方面提供一种负极活性材料，包括硬碳材料，硬碳材料具有多个微孔，以使负极活性材料以金属锂为对电极的脱锂平均电位为0.15V(vs Li⁺/Li) 至0.40V(vs Li⁺/Li)。

在任意实施方式中，硬碳材料的氧原子与碳原子的平均摩尔数之比O/C值为0.01至0.10。

在任意实施方式中，硬碳材料的O/C值为0.02至0.07。

在任意实施方式中，负极活性材料满足：其中，C₁mAh/g 表示以金属锂为对电极，硬碳材料在0V(vs Li⁺/Li)至0.15V(vs Li⁺/Li)之间的脱锂容量；C₀ mAh/g表示以金属锂为对电极，硬碳材料的脱锂总容量。

在任意实施方式中，硬碳材料的X射线衍射图谱具有位于18°至30°之间的特征峰，特征峰的半峰宽为4°至12°。

在任意实施方式中，硬碳材料包括内核及位于内核的至少部分表面的包覆层，丰富的微孔位于内核中。

在任意实施方式中，硬碳材料通过二氧化碳气体吸附法测得的微孔孔体积V 满足：0cc/g＜V≤0.05cc/g，微孔的直径d nm满足：d nm≤0.9nm。

在任意实施方式中，硬碳材料通过正丁醇浸渍法测得的真密度ρg/cc为 1.1g/cc至1.6g/cc。

在任意实施方式中，硬碳材料的D_V50为6μm至15μm。

在任意实施方式中，硬碳材料的比表面积为2m²/g至10m²/g。

本申请的第二方面提供一种负极极片，包括负极集流体以及位于负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层，负极活性材料层包括第一方面的负极活性材料。

在任意实施方式中，负极活性材料层还包括人造石墨，负极活性材料与人造石墨的质量比A满足：0＜A≤1/3。

在任意实施方式中，负极活性材料层的压实密度PD g/cm³为1.0g/cm³至1.7 g/cm³。