CN116435464A - 负极极片及其制备方法、二次电池和用电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种负极极片及其制备方法、二次电池和用电装置，所述负极极片，包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极膜层，所述负极膜层包括多孔碳材料和无机颗粒，至少一部分所述无机颗粒位于所述多孔碳材料的孔隙；其中，所述无机颗粒包含N、P、S、F、Br和O中至少一种元素，且所述无机颗粒在25℃线性酯类溶剂中的溶解度为0.01 mmol/L‑110 mmol/L。本申请还涉及一种包含所述负极极片的二次电池和用电装置，具有优异的循环性能。

Description

负极极片及其制备方法、二次电池和用电装置
技术领域
本申请涉及二次电池领域，具体涉及一种负极极片及其制备方法、二次电池和用电装置。
背景技术
近年来，二次电池取得了极大的发展，尤其是以锂离子电池为代表的二次电池为动力单元的纯电动新能源汽车的快速发展令人瞩目。随着新能源汽车的不断发展，如何缩短充电时间，实现快速充电成为亟待解决的技术问题，同时也对动力电池的快充性能和循环性能等也提出了更高的要求。而目前，在以锂离子电池为代表的二次电池中，尤其是在快速动力电池领域，其循环寿命尚不能满足实际的使用需求。
发明内容
本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种循环性能优异的负极极片及其制备方法、二次电池和用电装置。
为了达到上述目的，本申请第一方面提供了一种负极极片，包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极膜层，所述负极膜层包括多孔碳材料和无机颗粒，至少一部分所述无机颗粒位于所述多孔碳材料的孔隙；其中，所述无机颗粒包含N、P、S、F、Br和O中至少一种元素，且所述无机颗粒在25℃线性酯类溶剂中的溶解度为0.01 mmol/L-110 mmol/L。
本申请中，负极极片中包括多孔碳材料和无机颗粒，且至少一部分无机颗粒位于所述多孔碳材料的孔隙，其中，多孔碳材料相比于常规碳材料具有更高的比表面积，能够提高离子的扩散速度和电极的充放电效率，从而提高电池的快充性能。而无机颗粒含有上述特定种类的元素，可参与SEI膜的形成，且其在线性酯类溶剂中具有特定的溶解度，在电池循环的过程中，无机颗粒能够从多孔碳材料中被缓慢释放至含有线性酯类溶剂的电解液中，实现对因电池循环而导致破损的SEI膜的修复，形成更稳定的SEI膜，从而进一步提高电池循环性能。
在其中一些实施例中，所述无机颗粒在所述线性酯类溶剂中的溶解度为10 mmol/L -100 mmol/L。无机颗粒溶解度在该范围内，可进一步提高电池循环性能。
在其中一些实施例中，所述无机颗粒包括硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、氟化物、溴化物、亚硝酸盐及氧化物中的一种或多种。 在其中一些实施例中，所述无机颗粒包括硝酸金属盐、磷酸金属盐、硫酸金属盐、金属氟化物、金属溴化物、亚硝酸金属盐及金属氧化物中的一种或多种。
可选地，所述无机颗粒中的金属元素包括碱金属元素和碱土金属元素中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述无机颗粒包括硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铷、硝酸铯、硝酸钙、硝酸镁、磷酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸铷、磷酸铯、磷酸钙、磷酸镁、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯、硫酸钙、硫酸镁、氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铯、氟化钙、氟化镁、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铯、溴化钙、溴化镁、亚硝酸锂、亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸钙、亚硝酸镁、氧化锂、氧化钠、氧化钙和氧化镁中的一种或多种；
可选地，所述无机颗粒包括硝酸锂、硝酸钾、氟化锂、氟化钾、硫酸锂和溴化锂中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述无机颗粒的体积平均粒径Dv50为10nm-1000nm，可选为50nm -200nm。
所述无机颗粒的体积平均粒径Dv50在合适范围内，有利于SEI膜的形成并且形成的SEI膜性能更优。所述无机颗粒的体积平均粒径Dv50太大不利于所述多孔碳材料对所述无机颗粒的吸附，导致位于所述多孔碳材料的孔隙中的所述无机颗粒的数量降低，进而影响SEI膜的形成。而所述无机颗粒的体积平均粒径Dv50太小又容易团聚，进而影响SEI膜的形成和性能。
在其中一些实施例中，基于所述负极膜层的总质量计，所述无机颗粒的质量百分含量为0.005%-5%，可选为0.01%-5%，进一步可选为0.1%~5%。
所述负极膜层中所述无机颗粒的质量百分含量在合适范围内，更有利于SEI膜的修复和电池性能。所述负极膜层中所述无机颗粒的质量百分含量过多势必导致负极活性材料的质量百分含量降低，极片负极极片嵌锂容量降低，而所述负极膜层中所述无机颗粒的质量百分含量过少又无法有效地修复SEI膜。
在其中一些实施例中，所述多孔碳材料满足以下条件（1）~（2）中的至少一个：
（1）所述多孔碳材料的平均孔径为0.01μm -10 μm，可选为0.1μm-1μm；
（2）所述多孔碳材料的比表面积为0.1 m2/g -2.5 m2/g，可选为0.9-1.5 m2/g。
所述多孔碳材料的平均孔径和比表面积在合适范围内，有利于SEI膜的修复和电池的循环性能。所述多孔碳材料的平均孔径太大容易造成所述多孔材料强度降低，而所述多孔碳材料的平均孔径太小则无法容纳无机颗粒，导致位于所述多孔碳材料孔隙中的无机颗粒数量减少。所述多孔碳材料的比表面积太大容易造成多孔材料强度降低，而所述多孔碳材料的比表面积太小则吸附量小，导致位于多孔碳材料孔隙中的无机颗粒数量减少。
在其中一些实施例中，所述多孔碳材料为包括基于沥青的多孔碳材料、基于沥青烯的多孔碳材料、基于煤的多孔碳材料、基于焦炭的多孔碳材料、基于生物炭的多孔碳材料、基于炭黑的多孔碳材料、基于油产品的多孔碳材料、基于焦油的多孔碳材料、基于聚合物的多孔碳材料、基于蛋白质的多孔碳材料、基于碳水化合物的多孔碳材料、基于棉花的多孔碳材料、基于脂肪的多孔碳材料、基于废弃物的多孔碳材料、基于石墨的多孔碳材料、基于蜜胺的多孔碳材料、基于木材的多孔碳材料、多孔石墨烯、多孔氧化石墨烯和活性炭中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述线性酯类溶剂包括碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。
本申请第二方面提供一种负极极片的制备方法，包括：
将所述多孔碳材料和无机颗粒混合，以使至少一部分所述无机颗粒吸附于所述多孔碳材料的孔隙中，得到负极材料；
在负极集流体上形成含有所述负极材料的负极膜层；
其中，所述无机颗粒包含N、P、S、F、Br和O中至少一种元素，且所述无机颗粒在25℃线性酯类溶剂中的溶解度为0.01 mmol/L -110 mmol/L。
在其中一些实施例中，所述多孔碳材料的制备方法包括：
将碳材料和强碱混合后，置于惰性气氛中烧结，得到多孔碳材料前驱体；及
将所述多孔碳材料前驱体水洗或酸洗，得到多孔碳材料；
其中，所述强碱和所述碳材料的质量比为1：（3~500），可选为1：（50~100）。
本申请第三方面提供一种二次电池，其包含本申请第一方面所述的负极极片。
本申请的二次电池具有非常优异的快充性能和循环性能，在化成前后无明显的状态变化，其负极极片中包含的位于多孔碳材料孔隙中的无机颗粒，在电池多次循环后，缓慢释放至电解液中，实现对SEI膜的修复。
本申请第四方面提供一种用电装置，其包括本申请第二方面所述的二次电池。
附图说明
图1是本申请一实施方式的二次电池的示意图。
图2是图1所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图。
图3是本申请一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图。
附图标记说明：
1、二次电池；11、壳体；12、电极组件；13、盖板；2、用电装置。
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的负极极片及其制备方法、二次电池和用电装置的实施方式，但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真（或存在）并且B为假（或不存在）；A为假（或不存在）而B为真（或存在）；或A和B都为真（或存在）。
如果没有特别的说明，在本申请中，“%”均是指质量百分数。
如果没有特别的说明，在本申请中，“至少”表示大于或等于，“至少70%”则表示大于或等于70%。
术语“SOC”是指充电状态，是电池相对于其容量的充电水平。
目前，为满足市场需求，对以锂离子电池为代表的二次电池的快充性能的要求越来越高。但是以锂离子电池的常用负极材料碳材料为例，其虽然具有良好的导电性和化学稳定性，但其密度较高，锂离子的扩散速度较慢，在这种情况下，二次电池在活性材料的选择方面也引入了多孔碳材料，从而增加其比表面积，提高锂离子的扩散速度和电极的充放电效率，实现快速充电。但是，发明人在研究过程中发现，多孔碳材料虽然形成了较高的比表面积，可以实现快充，但是同时较高的比表面积也会导致其表面消耗电解液的量加剧，从而使得多孔碳材料表面难以形成致密的SEI，而这种不太致密的SEI膜在高温、高速率快充、电池不断循环老化过程在SEI膜会出现破裂后无法进行修复的情况，会不断导致锂耗，造成电池的循环寿命大大降低。
负极极片
基于此，本申请实施方式的第一方面提供了一种负极极片，包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极膜层，所述负极膜层包括多孔碳材料和无机颗粒，至少一部分所述无机颗粒位于所述多孔碳材料孔隙；其中，所述无机颗粒包含N、P、S、F、Br或O中至少一种元素且在25℃线性酯类溶剂中的溶解度为0.01 mmol/L -110 mmol/L。
本申请实施例中，负极极片中包括多孔碳材料和无机颗粒，至少一部分无机颗粒位于多孔碳材料孔隙中，其中，多孔碳材料相比于常规碳材料具有更高的比表面积，能够提高离子的扩散速度和电极的充放电效率，从而提高电池的快充性能。而无机颗粒含有上述特定种类的元素，可参与SEI膜的形成，且其在线性酯类溶剂中具有特定的溶解度，在电池循环的过程中，无机颗粒能够从多孔碳材料中被缓慢释放至含有线性酯类溶剂的电解液中，实现对因电池循环而导致破损的SEI膜的修复，形成更稳定的SEI膜，从而进一步提高电池循环性能。
所述无机颗粒在所述多孔碳材料中的位置，可以采用本领域公知的方法进行测定。作为示例，首先，可以采用截面抛光仪(如日本电子(JEOL)公司的IB-09010CP型氩离子截面抛光仪)制备负极膜层的截面，该截面经过多孔碳材料的核心；然后由EDX或EDS元素分析结合TEM或SEM(如英国牛津仪器集团的X-Max型EDS结合德国ZEISS的Sigma-02-33型SEM)面扫描测试得到截面中的元素分布图，根据截面上元素分布判断所述无机颗粒在所述多孔碳材料中的位置和不同位置上的无机颗粒质量比。
上述“0.01 mmol/L -110 mmol/L”取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：0.05 mmol/L、0.1 mmol/L、0.5mmol/L、1 mmol/L、2mmol/L、3 mmol/L、4mmol/L、5 mmol/L、6mmol/L、7 mmol/L、8mmol/L、9 mmol/L、10mmol/L、11 mmol/L、12mmol/L、15 mmol/L、20mmol/L、25 mmol/L、30mmol/L、35 mmol/L、40mmol/L、45 mmol/L、50mmol/L、55 mmol/L、60mmol/L、65 mmol/L、70mmol/L、75 mmol/L、80mmol/L、85 mmol/L、90mmol/L、95 mmol/L、100mmol/L；或任意两个数值组成的范围。
在一些可选实施方式中，所述无机颗粒在所述线性酯类溶剂中的溶解度为10mmol/L -100 mmol/L。
所述无机颗粒在所述线性酯类溶剂中的溶解度为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的仪器及方法进行测定，例如采用《中国药典》2000版规定表观溶解度的测试方法进行测定，其中溶剂采用线性酯。
在一些实施方式中，所述无机颗粒包括硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、氟化物、溴化物、亚硝酸盐及氧化物中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述无机颗粒包括硝酸金属盐、磷酸金属盐、硫酸金属盐、金属氟化物、金属溴化物、亚硝酸金属盐及金属氧化物中的一种或多种。进一步可选地，所述无机颗粒中的金属元素包括碱金属元素和碱土金属元素中的至少一种。
在一些实施方式中，所述无机颗粒包括硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铷、硝酸铯、硝酸钙、硝酸镁、磷酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸铷、磷酸铯、磷酸钙、磷酸镁、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯、硫酸钙、硫酸镁、氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铯、氟化钙、氟化镁、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铯、溴化钙、溴化镁、亚硝酸锂、亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸钙、亚硝酸镁、氧化锂、氧化钠、氧化钙和氧化镁中的一种或多种。
在一些可选实施方式中，所述无机颗粒包括硝酸锂、硝酸钾、氟化锂、氟化钾、硫酸锂和溴化锂中的一种或多种。
当无机颗粒包括硝酸锂、硝酸钾、氟化锂、氟化钾、硫酸锂和溴化锂中的一种或多种时，形成的SEI膜性能更优，可进一步提升电池的循环性能。
所述无机颗粒的种类可以采用本领域公知的仪器及方法进行测定，例如采用电感耦合等离子体光谱仪(ICP)测试。基本原理为：根据不同元素的原子或离子在热激发下，发射特征谱线而进行定性分析。由于待测元素原子的能级结构不同，因此发射谱线的特征不同，据此可以进行定性分析。测试方法为：将待测试的极片取6个平行样，分别称重、消解、稀释，然后使用Thermo ICAP6300型号的电感耦合等离子体发射光谱仪测试元素种类，从而确定无机颗粒的种类。
在一些实施方式中，所述无机颗粒的体积平均粒径Dv50为10nm-1000nm，可选为50nm-200nm。
所述无机颗粒的体积平均粒径Dv50在合适范围内，有利于SEI膜的形成并且形成的SEI膜性能更优。所述无机颗粒的体积平均粒径Dv50太大不利于所述多孔碳材料对所述无机颗粒的吸附，导致位于所述多孔碳材料的孔隙中的所述无机颗粒的数量降低，进而影响SEI膜的形成。而所述无机颗粒的体积平均粒径Dv50太小又容易团聚，进而影响SEI膜的形成和性能。
上述“10nm-1000nm”取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值： 10 nm、20 nm、30nm、40 nm、50 nm、60 nm、70 nm、80 nm、90 nm、100 nm、110 nm、120 nm、130 nm、140 nm、150nm、160 nm、170 nm、180 nm、190 nm、200 nm、210nm、220 nm、250 nm、300 nm、400 nm、450nm、500 nm、550 nm、600 nm、650 nm、700 nm、750 nm、800 nm、850 nm、900 nm、950 nm；或任意两个数值组成的范围。
所述无机颗粒的体积平均粒度Dv50为本领域公知的含义，其表示材料累计体积分布百分数达到50%时所对应的粒径，可以用本领域公知的仪器及方法进行测试。例如可以参照GB/T 19077-2016粒度分布激光衍射法，采用激光粒度分析仪方便地测试，如英国马尔文仪器有限公司的Mastersizer 2000E型激光粒度分析仪。
在一些实施方式中，基于所述负极膜层的总质量计，所述无机颗粒的质量百分含量为0.005%-5%，例如，无机颗粒的质量百分含量可以为0.01%、0.02%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、1. 5%、2%、2. 5%、3%、3.5%、4%、4.5%或处于以上任何数值所组成的范围内。可选地，所述无机颗粒的质量百分含量为0.01%-5%，进一步可选地，所述无机颗粒的质量百分含量为0.1%~5%。
负极膜层中无机颗粒的质量百分含量在合适范围内，更有利于SEI膜的修复和电池性能。负极膜层中无机颗粒的质量百分含量过多势必导致负极活性材料的质量百分含量降低，极片负极极片嵌锂容量降低，而负极膜层中无机颗粒的质量百分含量过少又无法有效地修复SEI膜。
可理解地，所述多孔碳材料在所述负极膜层中作为负极活性材料，其质量百分含量为至少70%，可选为至少80%，进一步可选为至少95%。
所述负极膜层中各成分的质量百分含量为本领域公知的含义，可以用本领域公知的仪器及方法进行测定。例如，可以采用酸洗过滤的方法测得有机部分的占比，余下固相采用高温超声方法分离，多次静置加去除上层悬浮液可粗略计算多孔碳材料和无机颗粒占比。还可以采用电感耦合等离子体光谱仪(ICP)进行定量测试，根据待测元素原子的浓度不同，因此发射强度不同，可实现元素的定量测定。测试方法为：将待测试的极片取6个平行样，分别称重、消解、稀释，然后使用Thermo ICAP6300型号的电感耦合等离子体发射光谱仪测试N、P、S、F、Br或金属元素的质量含量求平均值，其N、P、S、F、Br或金属元素的质量含量为无机颗粒的质量百分比。
在一些实施方式中，所述多孔碳材料的平均孔径为0.01μm -10 μm，可选为0.1μm-1μm。例如，多孔碳材料的平均孔径可以为0.02μm、0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.5μm、1μm、1. 5μm、2μm、2. 5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm或处于以上任何数值所组成的范围内。
多孔碳材料的平均孔径在合适范围内，有利于SEI膜的修复和电池的循环性能。多孔碳材料的平均孔径太大容易造成多孔材料强度降低，而多孔碳材料的平均孔径太小则无法容纳无机颗粒，导致位于多孔碳材料孔隙中的无机颗粒数量减少。
多孔碳材料的平均孔径为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的仪器进行测试，例如，采用压汞仪PoreMaster 60测试。
在一些实施方式中，所述多孔碳材料的比表面积为0.1 m2/g -2.5 m2/g，可选为0.9-1.5 m2/g。
多孔碳材料的比表面积在合适范围内，有利于SEI膜的修复和电池的循环性能。多孔碳材料的比表面积太大容易造成多孔材料强度降低，而多孔碳材料的比表面积太小则吸附量小，导致位于多孔碳材料孔隙中的无机颗粒数量减少。
多孔碳材料的比表面积BET为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的仪器及方法进行测试，例如，气体吸附法测试比表面积，依据GB/T19587-2017测试标准测试，具体如下：取多孔碳材料作为样品，样品管浸没在-196℃液氮中，在0.05-0.30相对压力下测定不同压力下氮气在固体表面的吸附量，基于BET多层吸附理论及其公式求得试样单分子层吸附量，从而计算出多孔碳材料的比表面积。
本申请所述多孔碳材料的种类不作特别限制，可包括但不限于，基于沥青的多孔碳材料、基于沥青烯的多孔碳材料、基于煤的多孔碳材料、基于焦炭的多孔碳材料、基于生物炭的多孔碳材料、基于炭黑的多孔碳材料、基于油产品的多孔碳材料、基于焦油的多孔碳材料、基于聚合物的多孔碳材料、基于蛋白质的多孔碳材料、基于碳水化合物的多孔碳材料、基于棉花的多孔碳材料、基于脂肪的多孔碳材料、基于废弃物的多孔碳材料、基于石墨的多孔碳材料、基于蜜胺的多孔碳材料、基于木材的多孔碳材料、多孔石墨烯、多孔氧化石墨烯、活性炭以及它们的组合。
本申请对所述线性酯类溶剂不作特别限定，可包括但不限于，氟代碳酸乙烯酯（FEC）、碳酸亚乙酯（EC）、碳酸亚丙基酯（PC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二丙酯（DPC）、碳酸甲丙酯（MPC）、碳酸乙丙酯（EPC）、碳酸亚丁酯（BC）、甲酸甲酯（MF）、乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、乙酸丙酯（PA）、丙酸甲酯（MP）、丙酸乙酯（EP）、丙酸丙酯（PP）、丁酸甲酯（MB）、丁酸乙酯（EB）、1,4-丁内酯（GBL）以及它们的组合。在一些实施方式中，所述线性酯类溶剂包括碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。
作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在一些实施方式中，所述负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而形成。其中，金属材料包括但不限于铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等，高分子材料基材包括但不限于聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等基材。
在一些实施方式中，负极膜层中包含的负极活性材料并不排除除了多孔碳材料之外的其他负极活性材料。其他负极活性材料可采用本领域公知的用于二次电池的负极活性材料。作为示例，锂离子二次电池的负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
所述负极活性材料在负极膜层中的重量比为70-100%重量，基于负极膜层的总重量计。
在一些实施方式中，所述负极膜层还可选地包括粘结剂。所述粘结剂可选自丁苯橡胶（SBR）、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酸钠（PAAS）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、聚甲基丙烯酸（PMAA）及羧甲基壳聚糖（CMCS）中的至少一种。所述粘结剂在负极膜层中的重量比为0-30%重量，基于负极膜层的总重量计。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括导电剂。导电剂可选自超导碳、炭黑（例如乙炔黑或科琴黑）、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。所述导电剂在负极膜层中的重量比为0-20%重量，基于负极膜层的总重量计。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂（如羧甲基纤维素钠（CMC-Na））等。所述其他助剂在负极膜层中的重量比为0-15%重量，基于负极膜层的总重量计。
本申请实施方式第二方面提供一种，负极极片的制备方法，包括：
S11、将上述任一实施方式的多孔碳材料和上述任一实施方式的无机颗粒混合，以使至少一部分所述无机颗粒吸附于所述多孔碳材料的孔隙中，得到负极材料，其中，所述无机颗粒包含N、P、S、F、Br和O中至少一种元素，且所述无机颗粒在25℃线性酯类溶剂中的溶解度为0.01 mmol/L -110 mmol/L；
S12、在负极集流体上形成含有所述负极材料的负极膜层。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料（包括多孔碳材料）、无机颗粒、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂（例如去离子水）中，形成负极浆料，其中所述负极浆料固含量为30-70wt%，室温下的粘度调整到2000-10000mPa·s；将所得到的负极浆料涂覆在负极集流体上，经过干燥工序，冷压例如对辊，得到负极极片。负极极片压实密度1.2-2.0 g/m3；负极膜片的厚度为34μm ~143μm。
所述负极膜层的厚度T可采用万分尺测量得到，例如可使用型号为Mitutoyo293-100、精度为0.1μm的万分尺测量得到。需要说明的是，本申请所述的负极膜层厚度是指经冷压压实后并用于组装电池的负极极片中的负极膜层的厚度。
在一些实施方式中，所述多孔碳材料的制备方法包括：
S21、将碳材料和强碱混合后，置于惰性气氛中烧结，得到多孔碳材料前驱体；及
S22、将所述多孔碳材料前驱体水洗或酸洗，得到多孔碳材料。
本申请对所述强碱不作特别限定，可包括但不限于，氢氧化锂LiOH、氢氧化钠NaOH、氢氧化铷RbOH、氢氧化铯CsOH、氢氧化钫FrOH、熟石灰Ca(OH)2、氢氧化锶Sr(OH)2、氢氧化钡Ba(OH)2、氢氧化镭Ra(OH)2、氢氧化亚铊TlOH、氢氧化二氨合银AgOH·2NH3、胆碱C5H14NO+、氢氧化铊Tl(OH)3、格氏试剂、烷基铜、烷基锂、醇钠、醇钾、胍、季铵碱以及它们的组合。
在一些实施方式中，所述强碱和所述碳材料的质量比为1：（3~500），可选为1：（50~100）。
二次电池
本申请实施方式的第三方面提供一种二次电池，包括其中发生电化学反应以将化学能与电能互相转化的任何装置，例如锂离子二次电池或钠离子二次电池。
在一些实施方式中，所述二次电池为锂离子二次电池。
在一些实施方式中，本申请的二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。
[正极极片]
正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，所述正极膜层包括正极活性材料。
作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
在一些实施方式中，所述正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而形成。其中，金属材料包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金中的至少一种。高分子材料基材包括聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）中的至少一种。
在一些实施方式中，正极活性材料可包含本领域公知的用于电池的正极活性材料。
作为示例，锂离子二次电池的正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物（如LiCoO2）、锂镍氧化物（如LiNiO2）、锂锰氧化物（如LiMnO2、LiMn2O4）、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物（如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（也可以简称为NCM333）、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（也可以简称为NCM523）、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2（也可以简称为NCM211）、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（也可以简称为NCM622）、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（也可以简称为NCM811）、锂镍钴铝氧化物（如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2）及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂（如LiFePO4（也可以简称为LFP））、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂（如LiMnPO4）、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
所述正极活性材料在正极膜层中的重量比为80-100%重量，基于正极膜层的总重量计。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，所述粘结剂可以包括聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。所述粘结剂在正极膜层中的重量比为0-20%重量，基于正极膜层的总重量计。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，所述导电剂可以包括超导碳、炭黑（例如乙炔黑或科琴黑）、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。所述导电剂在正极膜层中的重量比为0-20%重量，基于正极膜层的总重量计。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮）中，形成正极浆料，其中所述正极浆料固含量为40-80wt%，室温下的粘度调整到5000-25000mPa·s，将正极浆料涂覆在正极集流体的表面，烘干后经过冷轧机冷压后形成正极极片；正极极片压实密度为3.0-3.6 g/cm3，可选为3.3-3.5 g/cm3。正极膜片的厚度为51-152μm。
所述正极膜层的厚度T可采用万分尺测量得到，例如可使用型号为Mitutoyo293-100、精度为0.1μm的万分尺测量得到。需要说明的是，本申请所述的正极膜层厚度是指经冷压压实后并用于组装电池的正极极片中的正极膜层的厚度。
[负极极片]
负极极片采用本申请第一方面提供的负极极片。
[电解质]
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。
在一些实施方式中，所述电解质采用电解液。所述电解液包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中，锂离子二次电池的电解质盐可选自六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、高氯酸锂（LiClO4）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）、双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）、三氟甲磺酸锂（LiTFS）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟磷酸锂（LiPO2F2）、二氟二草酸磷酸锂（LiDFOP）及四氟草酸磷酸锂（LiTFOP）中的一种或几种。
所述电解质盐的浓度通常为0.5-5mol/L。
在一些实施方式中，溶剂可选自氟代碳酸乙烯酯（FEC）、碳酸亚乙酯（EC）、碳酸亚丙基酯（PC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二丙酯（DPC）、碳酸甲丙酯（MPC）、碳酸乙丙酯（EPC）、碳酸亚丁酯（BC）、甲酸甲酯（MF）、乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、乙酸丙酯（PA）、丙酸甲酯（MP）、丙酸乙酯（EP）、丙酸丙酯（PP）、丁酸甲酯（MB）、丁酸乙酯（EB）、1,4-丁内酯（GBL）、环丁砜（SF）、二甲砜（MSM）、甲乙砜（EMS）及二乙砜（ESE）中的一种或几种。
在一些实施方式中，所述电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
[隔离膜]
在一些实施方式中，二次电池中还包括隔离膜。
在一些实施方式中，所述隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层基膜的材料可以相同或不同，没有特别限制。
在一些实施方式中，所述隔离膜的厚度为5-30μm，可选为7-18 μm。
在一些实施方式中，所述隔离膜的透气度可以为100s/100mL-300s/100mL；可选地，所述隔离膜的透气度可以为150s/100 mL-250 s/100 mL，根据国家标准GB/T 36363-2018进行测试。
所述隔离的厚度可采用万分尺测量得到，例如可使用型号为Mitutoyo293-100、精度为0.1μm的万分尺测量得到。
在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在一些实施方式中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。
本申请对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图1是作为一个示例的方形结构的二次电池1。
在一些实施方式中，参照图2，外包装可包括壳体11和盖板13。其中，壳体11可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体11具有与容纳腔连通的开口，盖板13能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件12。电极组件12封装于所述容纳腔内。电解液浸润于电极组件12中。二次电池1所含电极组件12的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
在一些实施方式中，二次电池1可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池1的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。
在电池模块中，多个二次电池1可以是沿电池模块的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个二次电池1进行固定。
可选地，电池模块还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池1容纳于该容纳空间。
在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池包的应用和容量进行选择。
在电池包中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块。电池箱包括上箱体和下箱体，上箱体能够盖设于下箱体，并形成用于容纳电池模块的封闭空间。多个电池模块可以按照任意的方式排布于电池箱中。
用电装置
本申请实施方式的第四方面提供了一种用电装置，所述用电装置包括本申请提供的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种。所述二次电池、电池模块、或电池包可以用作所述用电装置的电源，也可以用作所述用电装置的能量存储单元。所述用电装置可以包括移动设备（例如手机、笔记本电脑等）、电动车辆（例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等）、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。
作为所述用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池、电池模块或电池包。
图3是作为一个示例的用电装置2。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
实施例
下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于质量计，且实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
（1）多孔碳材料的制备
将500g强碱和1g石墨加入搅拌器中混合搅拌，搅拌转速为10 r/min，搅拌时间为48h，得到混合粉料。将混合粉料置于惰性氛围保护的管式炉中进行烧结，烧结温度为300℃，保温48 h。烧结后的产物水洗、过滤、烘干得到多孔石墨。
（2）负极极片的制备
按照多孔石墨、氟化钾、导电剂乙炔黑、增稠剂羧甲基纤维素钠（CMC）、粘结剂（SBR）的重量比为94.9:0.1:1:2:1称重。先将多孔石墨和氟化钾置于搅拌器中预先混合，然后再加入其他物料混合，混合物溶于去离子水中，与去离子水均匀混合后制备成负极浆料，将浆料涂布在铜箔上，烘干后经过冷压分切，获得负极极片。
（3）正极极片的制备
将正极活性材料磷酸铁锂、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯（PVDF）按重量比为96.5:1.5:2溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）中，充分搅拌混合均匀后得到正极浆料；之后将正极浆料均匀涂覆于正极集流体上，之后经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
（4）电解液的制备
将碳酸乙烯酯（EC）和碳酸二乙酯（DEC）按照体积比为3:7进行混合，得到有机溶剂；将LiPF6溶解在上述有机溶剂中，再加入2%氟代碳酸乙烯酯（FEC）混合均匀，得到电解液；其中，LiPF6的浓度为1mol/L，基于电解液的总质量，氟代碳酸乙烯酯（FEC）的质量百分含量为2%。
（5）隔离膜的制备
采用PE多孔薄膜作为隔离膜。
（6）锂离子电池的制备
将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯，给裸电芯焊接极耳，并将裸电芯装入铝壳中，并在80℃下烘烤除水，随即注入电解液并封口，得到不带电的电池。不带电的电池再依次经过静置、热冷压、化成、整形、测试等工序，获得锂离子电池。
实施例2-23
与实施例1的制备方法基本相同，不同之处仅在于，将负极极片材料及其各项参数替换实施例1中相应的参数，具体如表1所示。
对比例1
与实施例1的制备方法基本相同，不同之处仅在于，负极极片中不含无机颗粒氟化锂。
对比例2
与实施例3的制备方法基本相同，不同之处仅在于，省略多孔碳材料的制备步骤，直接将石墨（同实施例1中的石墨）作为负极活性材料替代实施例1中的多孔石墨。
对比例3
与对比例2的制备方法基本相同，不同之处在于，将氟化锂替代对比例2中的硝酸锂。
对比例4
与实施例1的制备方法基本相同，不同之处仅在于，将氟化钾替换为醋酸锂。
测试部分
（1）多孔碳材料的平均孔径测试
采用压汞仪PoreMaster 60（Quantachrome Instruments，美国），将制备好的多孔碳材料裁切成小片，放入样品容器中。使用由玻璃制成的锥探仪作为样品容器，将压力施加到样品上，进行测量。
（2）多孔碳材料的比表面积测试
前处理：用专用样品管装取适量样品，加热抽真空脱气2h，待冷却至室温后称总重，减去样品管质量得到样品质量。
测试：将样品管装入工作站，在恒低温度下，测定不同吸附压力下气体在固体表面的吸附量，基于BET多层吸附理论及其公式求得试样单分子层吸附量，从而计算出单位质量固体样品的比表面积。
其中，吸附气体：氮气，吸附压力点：0.05/0.10/0.15/0.20/0.25/0.30，测试氛围：高纯液氮氛围。
（3）锂离子电池化成处理
化成温度为25℃，将电池以0.04C充电到30%SOC。
（4）锂离子电池循环寿命测试
循环测试温度为25℃，将电池以0.33C恒流充电至4V，之后以0.33C 放电到2V，以此步得到的容量为初始容量，如此反复充放电至第n圈，进行0.33C充电/0.33C放电循环测试，循环至容量衰减到90%SOH，记录对应循环圈数，获得相应的寿命数据。
表1
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注：表1中无机颗粒的溶解度是指无机颗粒在25℃电解液中的溶解度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims (16)

1.一种负极极片，其特征在于，包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极膜层，所述负极膜层包括多孔碳材料和无机颗粒，至少一部分所述无机颗粒位于所述多孔碳材料的孔隙；
其中，所述无机颗粒包含N、P、S、F、Br和O中至少一种元素，且所述无机颗粒在25℃线性酯类溶剂中的溶解度为0.01 mmol/L -110mmol/L。
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述无机颗粒在所述线性酯类溶剂中的溶解度为10 mmol/L -100 mmol/L。
3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述无机颗粒包括硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、氟化物、溴化物、亚硝酸盐及氧化物中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的负极极片，其特征在于，所述无机颗粒包括硝酸金属盐、磷酸金属盐、硫酸金属盐、金属氟化物、金属溴化物、亚硝酸金属盐及金属氧化物中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于，所述无机颗粒中的金属元素包括碱金属元素和碱土金属元素中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的负极极片，其特征在于，所述无机颗粒包括硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铷、硝酸铯、硝酸钙、硝酸镁、磷酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸铷、磷酸铯、磷酸钙、磷酸镁、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯、硫酸钙、硫酸镁、氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铯、氟化钙、氟化镁、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铯、溴化钙、溴化镁、亚硝酸锂、亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸钙、亚硝酸镁、氧化锂、氧化钠、氧化钙和氧化镁中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述无机颗粒的体积平均粒径Dv50为10nm-1000nm。
8.根据权利要求7所述的负极极片，其特征在于，所述无机颗粒的体积平均粒径Dv50为50nm-200nm。
9.根据权利要求1~8任一项所述的负极极片，其特征在于，基于所述负极膜层的总质量计，所述无机颗粒的质量百分含量为0.005%-5%。
10.根据权利要求1~8任一项所述的负极极片，其特征在于，所述多孔碳材料满足以下条件（1）~（2）中的至少一个：
（1）所述多孔碳材料的平均孔径为0.01μm -10μm；
（2）所述多孔碳材料的比表面积为0.1 m2/g -2.5 m2/g。
11.根据权利要求10所述的负极极片，其特征在于，所述多孔碳材料包括基于沥青的多孔碳材料、基于沥青烯的多孔碳材料、基于煤的多孔碳材料、基于焦炭的多孔碳材料、基于生物炭的多孔碳材料、基于炭黑的多孔碳材料、基于油产品的多孔碳材料、基于焦油的多孔碳材料、基于聚合物的多孔碳材料、基于蛋白质的多孔碳材料、基于碳水化合物的多孔碳材料、基于棉花的多孔碳材料、基于脂肪的多孔碳材料、基于废弃物的多孔碳材料、基于石墨的多孔碳材料、基于蜜胺的多孔碳材料、基于木材的多孔碳材料、多孔石墨烯、多孔氧化石墨烯和活性炭中的一种或多种。
12.根据权利要求1~8、11任一项所述的负极极片，其特征在于，所述线性酯类溶剂包括碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。
13.一种负极极片的制备方法，其特征在于，包括：
将多孔碳材料和无机颗粒混合，以使至少一部分所述无机颗粒吸附于所述多孔碳材料的孔隙中，得到负极材料；
在负极集流体上形成含有所述负极材料的负极膜层；
其中，所述无机颗粒包含N、P、S、F、Br和O中至少一种元素，且所述无机颗粒在25℃线性酯类溶剂中的溶解度为0.01 mmol/L -110 mmol/L。
14.根据权利要求13所述的负极极片的制备方法，其特征在于，所述多孔碳材料的制备方法包括：
将碳材料和强碱混合后，置于惰性气氛中烧结，得到多孔碳材料前驱体；及
将所述多孔碳材料前驱体水洗或酸洗，得到多孔碳材料；
其中，所述强碱和所述碳材料的质量比为1：（3~500）。
15.一种二次电池，其特征在于，其包括权利要求1~12任一项所述的负极极片。
16.一种用电装置，其特征在于，其包括权利要求15所述的二次电池。
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