负极活性材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种负极活性材料及其制备方法和应用。该负极活性材料包括内核颗粒、碳膜层和碳壳层；负极活性材料具有闭孔，闭孔从内核颗粒内部向外延伸至碳壳层，闭孔的平均孔径为20～700nm；内核颗粒包括硅元素和氧元素，碳膜层包覆在闭孔的内表面和内核颗粒的外表面上，碳壳层包覆在内核颗粒和碳膜层外；负极活性材料的碳含量从外向内从95～100wt％逐渐降低至0.5～5wt％。本发明专利技术所提供用于电池的负极活性材料在使用时具有膨胀率小，循环保持率高，库伦效率高、容量高等电化学特性。利用该种负极活性材料制备的电池具有高能量密度、优异的循环性能及较小的膨胀率等优势。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池领域，具体地，涉及一种用于二次电池的负极活性材料及其制备方法、电极、电池。

技术介绍

1、由于近年来各种便携式电子设备、电动汽车以及储能系统的快速发展和广泛应用，对于能量密度高、循环寿命长的锂离子电池的需求日益迫切。目前商业化的锂离子电池的负极活性材料主要为石墨，但由于理论容量低(372mah/克)，限制了电池能量密度的进一步提高。由于硅负极材料具有其它负极材料无法匹敌的高容量优势，近些年来成为了研发热点，并逐渐从实验室研发走向商业应用。

2、目前针对硅负极活性材料的开发主要有两种，一是单质硅及其同碳材料的复合材料；二是硅氧化合物及其同碳材料的复合材料。其中，单质硅材料的理论容量最高，因此理论能量密度也最高，但是单质硅负极材料在嵌脱锂过程中存在严重的体积效应，体积变化率约为300％，会造成电极材料粉化以及电极材料与集流体分离。另外，由于硅负极材料在电池充放电过程中不断地膨胀收缩而持续破裂，产成的新鲜界面暴露于电解液中会形成新的sei膜，从而持续消耗电解液，降低了电极材料的循环性能。硅氧化合物理论容量约为1700mah/g，虽然其容本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于二次电池的负极活性材料，其特征在于，包括内核颗粒、碳膜层和碳壳层；

2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述碳膜层的真密度为1.2～1.9g/cm3，所述碳壳层的真密度为1.1～1.3g/cm3。

3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料的平均碳含量为3～36wt％，优选4.5～31wt％，更优选7～28wt％；

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骨架密度为1.30～2.19g/cm3，优选1.35～2.10g/cm3，更优选1.40～2.02g/cm3。

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【技术特征摘要】

1.一种用于二次电池的负极活性材料，其特征在于，包括内核颗粒、碳膜层和碳壳层；

2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述碳膜层的真密度为1.2～1.9g/cm3，所述碳壳层的真密度为1.1～1.3g/cm3。

3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料的平均碳含量为3～36wt％，优选4.5～31wt％，更优选7～28wt％；

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骨架密度为1.30～2.19g/cm3，优选1.35～2.10g/cm3，更优选1.40～2.02g/cm3。

5.根据权利要求1所述的负极活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李喆，罗姝，查道松，连芸芸，陆玉婷，赵双宇，张和宝，王岑，
申请(专利权)人：博赛利斯合肥有限公司，
类型：发明
国别省市：

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