负极活性材料、负极片和二次电池的制作方法

本发明涉及一种负极活性材料、负极片和二次电池。

背景技术：

1、近些年来，伴随着移动电子设备的快速发展以及新能源汽车领域的蓬勃兴起，对二次电池的能量密度和快充性能提出了更高的要求。然而，传统的二次电池使用石墨负极，石墨的理论克容量较低(372mahg-1)，限制了二次电池能量密度的进一步提高。将石墨和硅基材料进行混合，可以提高负极材料的容量密度并且缓解si在脱嵌锂过程中的体积膨胀，有望制备高能量密度和长循环寿命二次电池负极材料。

2、硅基材料的少量引入(质量含量≤15％)虽然可以在保持长循环的同时提高负极的容量密度，但由于si是半导体材料，电导率低，导致si/石墨复合材料的动力学性能显著降低。目前各大主机厂对于电芯快充的需求通常限定在特定区间内，例如快充循环区间d1-d2％soc。而传统si/石墨复合负极中si基材料的嵌锂电位和石墨的嵌锂电位在电芯快充区间内重合，给快充目标的实现带来了巨大压力，带来快充析锂风险。因此，采用合适的策略获得兼具高能量密度、长循环寿命、良好快充性能的二次电池负极具有重大意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中由于si基/石墨复合负极中硅基材料的嵌锂电位和石墨的嵌锂电位在电芯快充区间内重合，而影响锂电池负极的快充性能的缺陷，而提供了负极活性材料、负极片和二次电池。该负极活性材料充分发挥了石墨材料的良好动力学和硅基材料的高容量密度性能，在提高采用该负极活性材料的负极片的容量密度的同时，保持了该负极片在所需快充循环区间d1-d2％soc内的快充能力。

2、本发明通过以下技术方案解决上述技术问题的。

3、第一方面，本发明提供一种负极活性材料，其包括石墨和硅基材料；

4、所述石墨和所述硅基材料满足以下条件：0.5dg＜dsi＜dg；dg所述石墨的d50粒径，dsi为所述硅基材料的d50粒径；

5、所述负极活性材料中，所述硅基材料的质量百分比≤d1％，且硅基材料的可逆容量占比≤2.5*d1％，且0≤d1≤20；

6、所述石墨的d50粒径为6μm<dg<14μm。

7、第二方面，本发明提供一种负极片，其包括集流体和设于所述集流体至少一个表面上的负极活性物质层；

8、所述负极活性物质层包括所述的负极活性材料、粘结剂和导电剂。

9、第三方面，本发明提供一种二次电池，其包括正极片和上述的负极片。

10、本发明的积极进步效果在于：

11、本发明通过控制负极活性材料中硅基材料与石墨的粒径、硅基材料的可逆容量占比，使硅基材料的容量集中在低soc区间内，而在快充循环区间d1-d2％soc内石墨脱嵌锂，实现引入硅基材料提高负极活性材料容量密度的同时保持在d1-d2％soc区间内快充能力不变，有利于二次电池实现长续航和良好快充能力的统一。

技术特征：

1.一种负极活性材料，其特征在于，其包括石墨和硅基材料；

2.如权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述石墨和所述硅基材料满足以下条件：0.6dg≤dsi≤0.8dg。

3.如权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料中，所述硅基材料满足以下条件中的一种或多种：

4.如权利要求2所述的负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料中，所述硅基材料满足以下条件中的一种或两种：

5.如权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述石墨满足以下条件中的一种或多种：

6.如权利要求1中所述的负极活性材料，其特征在于，所述石墨满足以下条件中的一种或多种：

7.一种负极片，其特征在于，其包括集流体和设于所述集流体至少一个表面上的负极活性物质层；

8.如权利要求7所述的负极片，其特征在于，所述负极片满足以下条件：0.8*d1％≤qs/(qs+qq)％≤2*d1％，其中qq为快充容量，qs为受阻容量。

9.如权利要求7所述的负极片，其特征在于，所述粘结剂占所述负极活性物质层的质量百分比为1-5％。

10.一种二次电池，其特征在于，其包括正极片和如权利要求7-9中任一项所述的负极片。

技术总结
本发明提供了负极活性材料、负极片和二次电池。该负极活性材料包括石墨和硅基材料，所述石墨和所述硅基材料满足以下条件：0.5D<subgt;g</subgt;＜D<subgt;Si</subgt;＜D<subgt;g</subgt;；D<subgt;g</subgt;为所述石墨的D50粒径，D<subgt;Si</subgt;为所述硅基材料的D50粒径；所述负极活性材料中，所述硅基材料的质量百分比≤D1％，且硅基材料的可逆容量占比≤2.5*D1％，0≤D1≤20；所述石墨的D50粒径为6μm<D<subgt;g</subgt;<14μm。本发明提供的负极活性材料，引入硅基材料提高负极活性材料的容量密度的同时保持在D1‑D2％SOC区间内快充能力不变，有利于二次电池实现长续航和良好快充能力的统一。

技术研发人员：张晓宇,王丹,车佩佩
受保护的技术使用者：远景动力技术（江苏）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23