负极颗粒及其制备方法、负极极片、电池及用电设备与流程
本申请涉及电池领域，具体涉及一种负极颗粒及其制备方法、负极极片、电池及用电设备。
背景技术：
1、随着电子设备屏幕大型化及耗电量的增加，要求二次电池具有更高的能量密度，然而，现有的高能量密度的负极材料，应用于二次电池时，在充放电过程中，具有较高的膨胀率，从而使得负极极片内产生较大的应力，负极材料容易发生粉化，大大降低了二次电池的循环性能。
技术实现思路
1、针对上述问题，本申请实施例提供一种负极颗粒，其具有较小的满电膨胀率，更高的循环容量保持率。
2、本申请第一方面实施例提供了一种负极颗粒，其包括：
3、活性颗粒；
4、第一包覆层，所述第一包覆层设置于所述活性颗粒的表面，所述第一包覆层为多孔结构，所述第一包覆层包括第一聚合物；以及
5、第二包覆层，所述第二包覆层设置于所述第一包覆层背离所述活性颗粒的表面，所述第二包覆层包括第二聚合物；其中，所述第一聚合物的弹性模量小于所述第二聚合物的弹性模量。
6、本申请第二方面实施例提供了一种负极颗粒的制备方法，其包括：
7、提供活性颗粒；
8、在所述活性颗粒的表面包覆第一聚合物层；
9、在所述第一聚合物层内形成多孔结构以得到第一包覆层，其中，所述第一包覆层包裹所述活性颗粒；以及
10、在第一包覆层背离所述活性颗粒的表面形成第二包覆层，所述第二包覆层包括第二聚合物；其中，所述第一聚合物的弹性模量小于所述第二聚合物的弹性模量。
11、本申请第三方面实施例提供一种负极极片，其包括：
12、负极集流体；
13、负极活性材料层，所述负极活性材料层包裹于所述负极集流体的表面，所述负极活性材料层包括本申请实施例所述的负极颗粒。
14、本申请第四方面实施例提供一种电池，其包括：
15、电解液；
16、正极极片，所述正极极片至少部分浸渍于所述电解液中；
17、隔膜，位于所述正极极片的一侧，以及
18、本申请实施例所述的负极极片，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。
19、本申请第五方面实施例提供一种用电设备，其包括：
20、用电设备本体；以及
21、本申请实施例所述的电池，所述电池为所述用电设备本体进行供电。
22、本申请实施例的负极颗粒以活性颗粒作为内核，在活性颗粒的表面依次包裹着第一包覆层及第二包覆层，第一包覆层具有多孔结构，这使得在负极颗粒应用于电池时，在充电的过程中，多孔结构可以给活性颗粒的膨胀提供足够缓冲空间；此外，第一包覆层包括第一聚合物，所述第一聚合物的弹性模量e1小于第二聚合物的弹性模量e2，第一聚合物材料具有较好的强度及韧性，在活性颗粒膨胀时，第一包覆层被挤压，可以缓冲活性颗粒膨胀产生的内应力，进一步束缚活性颗粒，并且在放电过程中活性颗粒体积收缩时，第一包覆层可以恢复，从而更好的降低活性颗粒由于膨胀导致的粉化现象；再者，第二包覆层包裹于第一包覆层的外表面，从而可以进一步将活性颗粒限制在第二包覆层内，使得活性颗粒被限制在内核(或呈为核心)与第一包覆层的多孔结构内活动，极大抑制了活性颗粒向外的体积扩张，减小了负极颗粒的膨胀率及使用该负极颗粒的负极极片的膨胀率，更好的降低负极颗粒在充放电过程中发生破裂的概率，保持率负极极片在充放电循环过程中的完整性，大大提高了负极颗粒应用于电池时的循环性能，大大提高了使用该负极颗粒的电池的容量保持率。
技术特征：
1.一种负极颗粒，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的负极颗粒，其特征在于，所述第一包覆层的孔隙率p的范围为：10％≤p≤90％。
3.根据权利要求2所述的负极颗粒，其特征在于，所述第一包覆层具有多个孔隙，所述多个孔隙分散于所述第一包覆层，所述孔隙的孔径d的范围为：2nm≤d≤1000nm。
4.根据权利要求1所述的负极颗粒，其特征在于，所述活性颗粒的中值粒径d50的范围为1μm≤d50≤20um；所述第一包覆层的厚度s1的范围为：0.1μm≤s1≤5μm；所述第二包覆层的厚度s2的范围为：10nm≤s2≤1000nm。
5.根据权利要求1所述的负极颗粒，其特征在于，所述第一聚合物的弹性模量e1的范围为：0.5gpa≤e1≤5gpa；第二聚合物的弹性模量e2的范围为：e2≥1gpa。
6.根据权利要求1所述的负极颗粒，其特征在于，所述第二聚合物的重均分子量m2的范围为：30万≤m2≤100万。
7.根据权利要求1所述的负极颗粒，其特征在于，所述第一包覆层还包括第一导电剂，所述第一导电剂分散于所述第一聚合物；所述第二包覆层还包括第二导电剂，所述第二导电剂分散于所述第二聚合物。
8.根据权利要求7所述的负极颗粒，其特征在于，所述第一导电剂在所述第一包覆层中的质量分数w1的范围为：0≤w1≤30％，所述第二导电剂在所述第二包覆层中的质量分数w2的范围为：0≤w2≤30％。
9.根据权利要求1-8任一项所述的负极颗粒，其特征在于，所述活性颗粒包括硅基活性颗粒、锡基活性颗粒、锗基活性颗粒、铝基活性颗粒、锑基活性颗粒中的至少一种；所述第一聚合物包括聚亚酰胺、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚丙烯、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的至少一种；所述第二聚合物包括聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰亚胺中的至少一种。
10.一种负极颗粒的制备方法，其特征在于，包括：
11.根据权利要求10所述的负极颗粒的制备方法，其特征在于，所述在所述活性颗粒的表面包覆第一聚合物层，包括：
12.根据权利要求11所述的负极颗粒的制备方法，其特征在于，所述在所述第一聚合物层内形成多孔结构以得到第一包覆层；包括：
13.根据权利要求11所述的负极颗粒的制备方法，其特征在于，所述第一温度的范围为100℃至450℃。
14.根据权利要求12所述的负极颗粒的制备方法，其特征在于，于预设压力下，于超临界介质中放置预设时间，以使所述超临界介质溶解于所述第一聚合物；包括：
15.根据权利要求12所述的负极颗粒的制备方法，其特征在于，当进行泄压时，所述泄压的时间为0.01s至25s；当进行升温时，所述进行升温包括：以1℃/s至250℃/s的升温速率升温至第二温度，所述第二温度小于所述第一聚合物的熔融温度。
16.根据权利要求10所述的负极颗粒的制备方法，其特征在于，所述在第一包覆层背离所述活性颗粒的表面形成第二包覆层，所述第二包覆层包括第二聚合物，包括：
17.根据权利要求10-16任一项所述的负极颗粒的制备方法，其特征在于，所述活性颗粒与所述第一聚合物的质量比的范围1:1至50:1；所述活性颗粒与所述第二聚合物的质量比的范围10:1至100:1。
18.一种负极极片，其特征在于，包括：
19.一种电池，其特征在于；包括：
20.一种用电设备，其特征在于，包括：
技术总结
本申请提供一种负极颗粒及其制备方法、负极极片、电池及用电设备。所述负极颗粒包括：活性颗粒；第一包覆层，所述第一包覆层设置于所述活性颗粒的表面，所述第一包覆层为多孔结构，所述第一包覆层包括第一聚合物；以及第二包覆层，所述第二包覆层设置于所述第一包覆层背离所述活性颗粒的表面，所述第二包覆层包括第二聚合物；其中，所述第一聚合物的弹性模量小于所述第二聚合物的弹性模量。本申请的负极颗粒具有较小的满电膨胀率，更高的循环容量保持率。
技术研发人员：于沛,雷丹
受保护的技术使用者：OPPO广东移动通信有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23