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
【技术实现步骤摘要】
负极活性材料、包含其的负极极片、电化学装置及用电装置
[0001]本申请属于电化学电池
，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。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
技术实现思路
[0005]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。
[0006]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)。
[0007]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。
[0008]在任意实施方式中，硬碳材料的O/C值为0.02至0.07。
[0009]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；C
0 mAh/g表示以金属锂为对电极，硬碳材料的脱锂总容量。
[0010]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
°
。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]在任意实施方式中，硬碳材料的D
V
50为6μm至15μm。
[0015]在任意实施方式中，硬碳材料的比表面积为2m2/g至10m2/g。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]在任意实施方式中，负极活性材料层的孔隙率为15％至30％。
[0020]本申请的第三方面提供一种电化学装置，包括根据第二方面的负极极片。
[0021]本申请的第四方面提供一种用电装置，包括第三方面的电化学装置。
附图说明
[0022]图1是本申请电化学装置的实施方式的示意图。
[0023]图2是图1所示的本申请的电化学装置的实施方式的分解图。
[0024]图3是本申请的电化学装置的实施例用作电源的用电装置的示意图。
[0025]图4是本申请实施例4对应的扣式电池的电压
‑
容量曲线图。
[0026]附图标记说明：
[0027]5电化学装置；51壳体；52电极组件；53盖板
具体实施方式
[0028]以下，适当地参照附图具体说明本申请的电化学装置和用电装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
[0029]本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60
‑
120和80
‑
110的范围，理解为60
‑
110和80
‑
120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1
‑
3、1
‑
4、1
‑
5、2
‑
3、2
‑
4和2
‑
5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a
‑
b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a 和b都是实数。例如数值范围“0
‑
5”表示本文中已经全部列出了“0
‑
5”之间的全部实数，“0
‑
5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 等。
[0030]如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
[0031]如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形
mAh/g表示以金属锂为对电极，所述硬碳材料的脱锂总容量。并非意在受限于任何理论或解释，在以金属锂为对电极的脱锂容量测试过程中，存储于硬碳材料的微孔内的锂离子通常于0V至0.15V之间脱出，故上述C1与硬碳材料内的微孔结构相关度较高。C1满足上述条件时，意味着硬碳材料内的微孔结构能够提供更多的可逆容量，以使得硬碳材料在低电压平台下的脱锂容量在脱锂总容量中具有较高的占比，较高的低电压平台容量占比有助于进一步降低硬碳材料的脱锂平均电位，由此，本申请的负极活性材料应用于二次电池，能够进一步提升二次电池的能量密度。
[0040]在一些实施方式中，硬碳材料的X射线衍射(XRD)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种负极活性材料，包括硬碳材料，所述硬碳材料具有多个微孔，所述硬碳材料以金属锂为对电极的脱锂平均电位为0.15V至0.40V。2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述硬碳材料的氧原子与碳原子的摩尔数之比O/C值为0.01至0.10。3.根据权利要求2所述的负极活性材料，其中，所述硬碳材料的O/C值为0.02至0.07。4.根据权利要求1中任一项所述的负极活性材料，其满足：其中，C
1 mAh/g表示以金属锂为对电极，所述硬碳材料在0V至0.15V之间的脱锂容量；C
0 mAh/g表示以金属锂为对电极，所述硬碳材料的脱锂总容量。5.根据权利要求1中任一项所述的负极活性材料，所述硬碳材料的X射线衍射图谱具有位于18
°
至30
°
之间的特征峰，所述特征峰的半峰宽为4
°
至12
°
。6.根据权利要求1中任一项所述的负极活性材料，其中，所述硬碳材料包括内核及位于所述内核的至少部分表面的包覆层，所述多个微孔位于所述内核中。7.根据权利要求6所述的负极活性材料，其中，所述硬碳材料通过二氧化碳气体吸附法测得的微孔孔体积V ...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑子桂，谭福金，易政，谢远森，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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