负极活性材料、负极极片、电池、电池模组及用电设备制造技术

本发明专利技术公开了一种负极活性材料、负极极片、电池、电池模组及用电设备，该负极活性材料的粒径分布为A，缺陷度为B，粒径分布A为(D90

【技术实现步骤摘要】
负极活性材料、负极极片、电池、电池模组及用电设备


[0001]本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种负极活性材料、负极极片、电池、电池模组及用电设备。

技术介绍

[0002]负极活性材料是锂离子电池存储锂的主体，对锂离子在充放电过程中嵌入与脱出有着重要影响，因此负极活性材料的性能直接影响锂电池的性能，但目前锂电池的循环性能和存储性能仍较低，还有改善的空间。

技术实现思路

[0003]为了进一步提升电池的存储性能和循环性能，本专利技术实施例公开了一种负极活性材料、负极极片、电池、电池模组及用电设备。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种负极活性材料。
[0005]该负极活性材料的粒径分布为A，缺陷度为B，粒径分布A为(D90
‑
D10)/D50，负极活性材料的缺陷度B为I
D
/I
G
，且负极活性材料的粒径分布A与缺陷度B的比值为6.0≤A/B≤7.2。
[0006]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，负极活性材料的粒径分布A与缺陷度B的比值为6.17≤A/B≤6.91。
[0007]负极活性材料的粒径分布A与缺陷度B的值递增，电池的循环容量保持性、存储容量保持率和存储容量恢复率均呈现先上升后下降的趋势，当负极活性材料的粒径分布A与缺陷度B的比值大于等于6.17，小于等于6.91时，电池电池的循环容量保持性、存储容量保持率和存储容量恢复率更佳。因此负极活性材料的粒径分布A与缺陷度B的比值优选为6.17≤A/B≤6.91。
[0008]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，上述负极活性材料的粒径分布A的值为0.8～2.0。
[0009]此时负极活性材料中细小颗粒和大颗粒均较少，负极活性材料的粒径分布较为适中，说明负极活性材料表面存在的缺陷较少，此时缺陷度B也相应降低，可以有效降低电池内部副反应的发生，提升电池的存储性能。
[0010]当上述粒径分布A过大，表明负极活性材料的粒径分布越宽，此时负极活性材料中细小颗粒和大颗粒过多，细小颗粒过多，负极活性材料表面的存在的缺陷较多，缺陷度B的值相应增加，电池内部的副反应增多，电池的存储性能下降，而大颗粒过多，负极活性材料在电池循环过程中的膨胀率越大，导致电池在使用过程中的安全风险增大，并且锂离子传输路径过长，电池的循环性能进一步变差。
[0011]当粒径分布A过小，表明负极活性材料的粒径分布过于集中，负极活性材料能够承受的压实越低，容易发生过压情况，导致循环性能下降。
[0012]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，上述负极活性材料的缺陷度B的
值为0.1～0.35。
[0013]缺陷度B在0.1～0.35之间时，能够有效减少电芯内部副反应的发生，提高电芯的存储性能，并且此时电池的动力学性能较佳，不易出现析锂的现象。当负极活性材料的缺陷度B过小时，电池动力学性能变差，容易析锂，缺陷度B过大，电池内部的副反应增多，电池的存储性能下降。
[0014]同时控制负极活性材料的粒径分布A与缺陷度B的比值为6.0≤A/B≤7.2，且粒径分布A的值为0.8～2.0，缺陷度B的值为0.1～0.35，为最优选方案，同时将负极活性材料的粒径分布A与缺陷度B的比值、粒径分布A的值以及缺陷度B的值控制在上述范围，这些参数相互配合，即可同时使电池的存储性能与循环性能的值较佳。
[0015]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述负极活性材料的D90为21.0μm～32.0μm，所述负极活性材料的D10为4.0μm～8.5μm，所述负极活性材料的D50为12.0μm～18.0μm。
[0016]当负极活性材料的D50过小，负极活性材料的比表面积较大，在电池存储过程中容易发生更多副反应，导致存储性能下降；D50过大，锂离子嵌入脱出的路径变长，电池在循环过程中容易出现析锂的情况，导致循环性能的恶化。
[0017]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，上述负极活性材料包括碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料和纳米级负极材料中的一种或者多种。
[0018]本申请的方案对任意的负极活性材料均具有普适性，如碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料和纳米级负极材料均适用，且包括但不限于这些负极材料。两种或两种以上负极材料的混合材料也适用，本申请实施例在此不做具体限定。
[0019]第二方面，本申请提供一种负极极片，该负极极片包括集流体以及叠层在集流体上的负极活性层，负极活性层包括第一方面所提及的负极活性材料。
[0020]第三方面，本申请提供一种电池，包括：
[0021]电解液，
[0022]正极极片，所述正极极片至少部分浸渍于所述电解液中；
[0023]隔膜，位于所述正极极片的一侧，且至少部分浸渍于所述电解液中；
[0024]以及第二方面所述的负极极片，所述负极极片设置于所述隔膜背离所述正极极片的一侧且至少部分浸渍于所述电解液中。
[0025]第四方面，本申请提供一种电池模组，该电池模组包括第三方面所述的电池。
[0026]第五方面，本申请实施例提供一种用电设备，该用电设备包括第四方面所提及的电池模组。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0028]申请人通过大量研究发现，控制负极活性材料的粒径分布A与缺陷度B的比值为6.0≤A/B≤7.2，即可显著提升电池的循环性能和存储性能，可见，通过控制粒径分布A与缺陷度B的比值大小，而无需同时调控负极活性材料的其他参数如比表面积、孔隙率或孔体积等，即可获得优异的循环性能和存储性能。当A/B的值小于6.0时，说明负极活性材料的粒径分布过于集中或表面缺陷过多，当负极活性材料的粒径分布过于集中，负极活性材料能够
承受的压实较低，容易发生过压情况，导致电池的循环性能下降，而当负极活性材料的表面缺陷过多，则会导致电池内部发生副反应增多，从而降低存储性能。当A/B的值大于7.2时，说明负极活性材料的粒径分布过大或表面缺陷不足，电池在循环过程中可能发生析锂情况，导致循环性能的下降。
具体实施方式
[0029]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]负极活性材料表面缺陷的增加，有利于提升电池的动力学性能，从而提升循环性能，但负极活性材料表面缺陷增加的同时也会增加电池存储过程中的副反应，导致存储容量保持率和存储容量恢复率下降，因此，电池的循环性能较佳时，存储性能则相对较差，两者难以同时提升。
[0031]本申请发现，将负极活性材料的粒径分布A与缺陷度B的比值控制在特定范围，即可较好地平衡电池的存储性能和循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极活性材料，其特征在于：所述负极活性材料的粒径分布为A，缺陷度为B，所述粒径分布A为(D90
‑
D10)/D50，所述负极活性材料的缺陷度B为I
D
/I
G
，且所述负极活性材料的所述粒径分布A与所述缺陷度B的比值为6.0≤A/B≤7.2。2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：所述负极活性材料的所述粒径分布A与所述缺陷度B的比值为6.17≤A/B≤6.91。3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：所述粒径分布A为0.8～2.0。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的负极活性材料，其特征在于：所述缺陷度B为0.1～0.35。5.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于：所述负极活性材料的D90为21.0μm～32.0μm，所述负极活性材料的D10为...

【专利技术属性】
技术研发人员：范嗣钦，雷顺，刘晓庆，张芹，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：