【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，具体涉及一种负极活性材料、负极极片、电池及用电设备。
技术介绍
1、锂离子电池具有高能量密度、可逆充放电及绿色无污染等优势，成为当前大力发展的电动汽车、储能电站等新能源设施的主要能量储存和转换装置。随着锂离子电池在储能行业的推广，对于锂离子电池更长的使用寿命及快速充电能力的要求越来越高，但是，实现锂离子快充性能和循环性能的同步提升是当前储能行业面临的重要难题之一。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请提供一种负极活性材料、负极极片、电池及用电设备，所述负极活性材料应用于负极极片且组装于电池时，电池具有较好的快充性能及循环性能。
2、本申请提供了一种负极活性材料，所述负极活性材料包括：多个负极活性颗粒，所述负极活性颗粒包括石墨基体及包覆层，所述包覆层设置于所述石墨基体的外周；所述负极活性材料中包覆层的质量分数为w，所述负极活性材料的中值粒径为d，所述负极活性材料的比表面积为s，则所述负极活性材料的活性反应系数α满足关系式：α＝10-7s×w/(πd2)，其中，α的范围为：2.0g-1≤α≤10.0g-1。
3、进一步地，所述负极活性材料的活性反应系数α的范围为：2.0g-1≤α≤6.5g-1。
4、进一步地，在所述负极活性颗粒中，所述负极活性材料中包覆层的质量分数w的范围为：0.20％≤w≤2.00％。
5、进一步地，所述负极活性材料的中值粒径d的范围为：5.0μm≤d≤13.0μm。
6、进一步地，所述负极活性
7、进一步地，所述负极活性颗粒为一次颗粒。
8、进一步地，所述包覆层包括碳，所述包覆层的原材料选自高分子化合物及低分子化合物中的至少一种。
9、本申请提供了一种负极极片，所述负极极片包括：负极集流体层以及负极材料层，所述负极材料层设置于所述负极集流体层的表面，所述负极材料层包括本申请提供的负极活性材料。
10、本申请提供了一种电池，所述电池包括：本申请提供的负极极片、隔膜、正极极片以及电解液，所述隔膜设置于所述负极极片的一侧；所述正极极片设置于所述隔膜背离所述负极极片的一侧；所述电解液至少浸润部分所述负极极片及部分所述正极极片。
11、本申请提供了一种用电设备，所述用电设备包括：设备本体以及本申请提供的电池，所述电池为所述设备本体进行供电。
12、在本申请中，所述负极活性材料包括负极活性颗粒，且所述负极活性颗粒包括石墨基体及包覆层，所述石墨基体具有层状结构，在所述电池进行充电过程中，活性离子嵌入石墨基体的层状结构之间，在所述电池进行放电过程中，活性离子从石墨基体的层状结构脱出。所述包覆层设置于所述石墨基体的外周，一方面，包覆层可对石墨基体进行保护，以提升石墨基体的稳定性及力学强度；另一方面，所述包覆层中原子之间的间距较大，有利于减小活性离子扩散的阻力，允许活性离子快速嵌入所述石墨基体或从石墨基体脱出，从而有利于提升所述负极活性材料应用于负极极片且组装于电池时的快充性能。在本申请中，所述负极活性材料的活性反应系数α满足关系式：α＝10-7s×w/(πd2)，其中，s为所述负极活性材料的比表面积，w为所述包覆层的质量分数，d为所述负极活性材料的中值粒径，活性反应系数与s、w及d三个自由因子相关，且所述负极活性材料的活性反应系数α与所述负极活性材料的比表面积s、所述包覆层的质量分数w分别呈正相关，所述负极活性颗粒的活性反应系数α与所述负极活性材料的中值粒径d呈负相关。本申请通过对负极活性颗粒中各参数的调控，以相互弥补各参数在性能上的缺陷，最终实现所述活性反应系数的值在合理的范围内，使得负极活性材料应用于电池时电池兼具较好的快充性能及循环性能。具体地，当s与w的值不变时，通过增大d的值可避免加剧负极活性材料与电解液的副反应，从而提升电池的循环性能，通过减小d的值可加速活性离子在负极活性材料中的脱嵌，从而提升电池的快充性能。当s与d的值不变时，通过增大w的值可以加速活性离子在负极活性材料中的脱嵌，从而提升电池的快充性能，通过减小w的值可以避免加剧负极活性材料与电解液的副反应，从而提升电池的循环性能。当w与d的值一定时，通过增大s的值可以加速活性离子在负极活性材料中的脱嵌，从而提升电池的快充性能，通过减小s的值可以避免加剧负极活性材料与电解液的副反应，从而提升电池的循环性能。本申请的负极活性材料通过对s、w及d三个自由因子的调控，可根据负极活性材料的不同类型调整，以使得负极活性材料的活性反应系数α满足范围2.0g-1≤α≤10.0g-1，继而可避免重复的单因子实验导致的资源浪费和成本的增加。
13、当所述负极活性材料的活性反应系数α满足范围2.0g-1≤α≤10.0g-1时，所述负极活性材料的活性反应系数在合理的范围内，换言之，所述负极活性材料的比表面积s、所述包覆层的质量分数w与所述负极活性材料的中值粒径d均在合理的范围内，有利于平衡所述负极活性颗粒应用于负极极片且组装于电池时的各项性能，以综合电池的动力学性能及循环性能。当所述负极活性颗粒应用于负极极片且组装于电池时，活性离子嵌入和脱出所述负极活性材料的阻力较小，且所述负极活性颗粒与电解液发生的副反应较少，可减缓对负极活性颗粒的损耗及电解液的损耗，使得所述电池兼具较好的快充性能及循环性能。当所述负极活性材料的活性反应系数α的值过大时，所述负极活性颗粒具有较好的快充性能，但相应的，所述负极活性颗粒的循环性能较差；当所述负极活性材料的活性反应系数α的值过小时，所述负极活性颗粒的快充性能较差。当所述负极活性材料的活性反应系数过大时，则所述负极活性材料的比表面积s过大，或所述包覆层的质量分数w过大，或所述负极活性材料的中值粒径d过小，使得当所述负极活性材料应用于负极极片且组装于电池时，s、w的值过大及d的值过小，已难以进一步提升活性离子在负极活性颗粒中脱嵌的速度，相反地，反而加剧了所述负极活性材料与电解液发生的副反应，从而造成部分负极活性材料及电解液的损失，降低了电池的循环性能。当所述负极活性材料的活性反应系数过小时，则在所述负极活性颗粒中，所述负极活性材料的比表面积s过小，或所述包覆层的质量分数w过小，或所述负极活性材料的中值粒径d过大，使得当所述负极活性颗粒应用于负极极片且组装于电池时，所述负极活性颗粒为所述活性离子提供的通道较少，增大了所述活性离子在所述负极活性材料中嵌入与脱出的阻抗，从而降低了所述活性离子在负极活性材料中脱嵌的效率，继而降低了所述电池的快充性能。
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1.一种负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料包括多个负极活性颗粒，所述负极活性颗粒包括石墨基体及包覆层，所述包覆层设置于所述石墨基体的外周；所述负极活性材料中包覆层的质量分数为w，所述负极活性材料的中值粒径为D，所述负极活性材料的比表面积为S，则所述负极活性材料的活性反应系数α满足关系式：α＝10-7S×w/(πD2)，其中，α的范围为：2.0g-1≤α≤10.0g-1。
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活性反应系数α的范围为：2.0g-1≤α≤6.5g-1。
3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料中包覆层的质量分数w的范围为：0.20％≤w≤2.00％。
4.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中值粒径D的范围为：5.0μm≤D≤13.0μm。
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比表面积S的范围为：0.5m2/g≤S≤1.8m2/g。
6.根据权利要求1至5任一项所述的负极活性材料，其特征
7.根据权利要求1至5任一项所述的负极活性材料，其特征在于，所述包覆层包括碳，所述包覆层的原材料选自高分子化合物及低分子化合物中的至少一种。
8.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括：
9.一种电池，其特征在于，所述电池包括：
10.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括：
...【技术特征摘要】
1.一种负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料包括多个负极活性颗粒，所述负极活性颗粒包括石墨基体及包覆层，所述包覆层设置于所述石墨基体的外周；所述负极活性材料中包覆层的质量分数为w，所述负极活性材料的中值粒径为d，所述负极活性材料的比表面积为s，则所述负极活性材料的活性反应系数α满足关系式：α＝10-7s×w/(πd2)，其中，α的范围为：2.0g-1≤α≤10.0g-1。
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活性反应系数α的范围为：2.0g-1≤α≤6.5g-1。
3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料中包覆层的质量分数w的范围为：0.20％≤w≤2.00％。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹利，彭富喜，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：
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