CN117457880A - 负极材料及电池 - Google Patents
负极材料及电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117457880A CN117457880A CN202311605506.0A CN202311605506A CN117457880A CN 117457880 A CN117457880 A CN 117457880A CN 202311605506 A CN202311605506 A CN 202311605506A CN 117457880 A CN117457880 A CN 117457880A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- negative electrode
- carbon
- anode material
- anode
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 209
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims abstract description 204
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 173
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 73
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims description 34
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 29
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 25
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 21
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 18
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 10
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 35
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 27
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 27
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 11
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 10
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 6
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 6
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 5
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 5
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 4
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 238000003775 Density Functional Theory Methods 0.000 description 2
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZVLDJSZFKQJMKD-UHFFFAOYSA-N [Li].[Si] Chemical compound [Li].[Si] ZVLDJSZFKQJMKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MKPXGEVFQSIKGE-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Si] Chemical compound [Mg].[Si] MKPXGEVFQSIKGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 239000006245 Carbon black Super-P Substances 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000571697 Icarus Species 0.000 description 1
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- YQCIWBXEVYWRCW-UHFFFAOYSA-N methane;sulfane Chemical compound C.S YQCIWBXEVYWRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
- H01M4/382—Lithium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/387—Tin or alloys based on tin
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本申请涉及负极材料及电池，负极材料包括碳材料和活性物质，碳材料具有多孔结构，活性物质至少部分分布在碳材料的孔内，所述负极材料的平均形状系数为F0，0.7≤F0＜1；所述负极材料的比表面积为S1 m2/g，所述负极材料的总孔体积为P1 cm3/g；C1=S1/（P1•100），8≤C1≤20。本申请的负极材料通过控制材料表面形貌和材料内部孔的分布，能够很好的缓解活性物质的体积膨胀，从而提升负极材料的强度、结构稳定性和循环性能。
Description
技术领域
本发明涉及负极材料技术领域，尤其涉及负极材料及电池。
背景技术
硅基负极材料具有比容量高、电压平台低、环境友好以及资源丰富等优点，有望替代石墨负极应用于下一代高比能锂离子电池。但是硅的导电性较差，且在充放电过程中存在巨大的体积效应，极易导致电极极化、材料粉化、SEI膜重构、库仑效率低和容量持续衰减。
为了解决上述问题，相关技术中通常将硅材料和碳材料进行复合，碳材料具有优异的导电性和力学性能，和硅复合不仅可有效缓解硅体积膨胀，还可以改善电极导电性并得到稳定的SEI膜，硅碳复合材料是最先进入商业化的硅基负极材料，硅基负极材料通过将硅材料进行纳米化以提升硅的负载量，进而提升容量性能。然而，纳米化的硅材料的比表面积较大，SEI膜易消耗过量的锂盐，且体积效应易引起颗粒之间出现电脱离，导致可逆容量和库仑效率降低。而且纳米化的硅颗粒分布在碳材料中容易团聚，导致材料具有较高的体积膨胀效应甚至导致材料破碎，从而降低负极材料的结构稳定性和循环性能。
因此，现在急需一种能够具有低膨胀、高容量和优良循环性能的硅碳负极材料。
发明内容
本申请提供一种负极材料及电池，负极材料的颗粒规则，颗粒接近于球形颗粒，且负极材料具有适宜数量和适宜孔径的孔结构，从而有效缓解负极材料的体积膨胀，提升负极材料的结构稳定性和循环性能。
第一方面，本申请提供一种负极材料，所述负极材料包括碳材料和活性物质，碳材料具有多孔结构，所述活性物质至少部分分布在所述碳材料的孔内；
所述负极材料的平均形状系数为F0，0.7≤F0＜1；
所述负极材料的平均形状系数F0通过以下方式测试得到：
随机获取10颗负极材料颗粒，并测得每颗负极材料颗粒的截面面积Sn以及周长Cn，Fn= 4•π•Sn/Cn 2，n选自1~10的自然数，计算10个颗粒的形状系数Fn的平均值，将平均值记为所述负极材料的平均形状系数F0；
所述负极材料的比表面积为S1 m2/g，所述负极材料的总孔体积为P1 cm3/g；C1=S1/（P1•100），8≤C1≤20。
在一些实施方式中，所述碳材料的比表面积为S2 m2/g，所述碳材料的总孔体积为P2cm3/g，C2=S2/（P2•100），10≤C2≤25。
在一些实施方式中，采用N2吸脱附法测试所述碳材料，所述碳材料在90%分压下吸附的氮气的体积与10%分压下吸附的氮气的体积比值为A，1≤A≤1.9。
在一些实施方式中，采用N2吸脱附法测试所述负极材料，所述负极材料在90%分压下吸附的氮气的体积与10%分压下吸附的氮气的体积比值为B，1.3≤B≤2.5；且B/A＞1。
在一些实施方式中，所述碳材料的比表面积为1300m2/g~2500m2/g。
在一些实施方式中，所述碳材料的总孔体积为0.5cm3/g~2.0cm3/g。
在一些实施方式中，所述碳材料的孔的平均孔径为1.7nm~2.2nm。
在一些实施方式中，所述碳材料的孔隙率为40%~60%。
在一些实施方式中，所述碳材料的振实密度≥0.30 g/cm3。
在一些实施方式中，所述碳材料的pH值为6~9。
在一些实施方式中，在所述碳材料中，孔径在5nm以下的孔在总孔体积中的体积占比≥90%。
在一些实施方式中，所述活性物质包括Li、Na、K、Sn、Ge、Si、Fe、Mg、SiO、Ti、Zn、Al、P及Cu中的至少一种。
在一些实施方式中，所述活性物质包括硅基材料，所述硅基材料包括非晶硅、晶体硅、硅氧化物、硅合金、晶体硅与非晶硅的复合物中的至少一种；
在一些实施方式中，所述活性物质包括硅基材料，所述硅基材料的粒径<50nm。
在一些实施方式中，所述负极材料中碳元素的质量占比为40%~80%。
在一些实施方式中，所述活性物质包括硅基材料，所述负极材料中硅元素的质量占比为20%~55%。
在一些实施方式中，所述负极材料的比表面积为0.5m2/g~10m2/g。
在一些实施方式中，所述负极材料的总孔体积为0.001cm3/g~0.1cm3/g。
在一些实施方式中，所述负极材料中孔的平均孔径为0.45nm~50nm。
在一些实施方式中，所述负极材料的振实密度为0.8g/cm3~1.3g/cm3。
在一些实施方式中，所述负极材料的粒径D50满足5μm≤D50≤20μm，且0.9≤(D90-D10)/D50≤5。
第二方面，本申请提供一种电池，包括上述第一方面所述的负极材料。
本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
本申请提供的负极材料包括碳材料和活性物质，活性物质填充在碳材料的孔内，负极材料的平均形状系数满足0.7≤F0＜1，表明负极材料的颗粒形状接近于球状颗粒，能够有效减少负极材料颗粒的明显棱角，越接近球形形状的负极材料颗粒的各向同性越大，在充放电过程中，各向同性越大的负极材料能沿径向相对较为均匀地收缩膨胀，可以减少由于负极材料中的活性物质的体积膨胀导致的应力集中问题，有利于维持负极材料的颗粒结构的稳定性，减少负极材料的颗粒的粉化；并且本申请是通过随机获得的负极材料进行测试得到的，表明本申请各个负极材料颗粒的形貌相似度越高，负极材料在涂覆形成负极极片后，极片表面的负极活性物质层中各个负极材料颗粒所受到的各个方向的应力也越均匀，有利于膨胀应力沿各个方向均匀释放，从而提高颗粒的结构稳定性，减少在脱嵌锂过程中由于体积膨胀而引起负极材料结构的坍塌，从而提高负极材料的循环性能。而且，负极材料满足8≤C1≤20，通过控制负极材料的比表面积和总孔体积，使得负载活性物质的负极材料具有适宜数量和适宜孔径的孔，使得负极材料中有足够的空间缓解负极材料中活性物质的体积膨胀，同时负极材料比表面积不至于过大从而减少负极材料与电解液之间副反应的发生，从而综合提高负极材料各方面性能。本申请的负极材料通过控制材料表面形貌和材料内部孔的分布，能够很好的缓解活性物质的体积膨胀，从而提升负极材料的强度、结构稳定性和循环性能。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例提供了一种负极材料，负极材料包括碳材料和活性物质，碳材料具有多孔结构，活性物质至少部分分布在碳材料的孔内；
负极材料的平均形状系数为F0，0.7≤F0＜1；
负极材料的平均形状系数F0通过以下方式测试得到：
随机获取10颗负极材料颗粒，并测得每颗负极材料颗粒的截面面积Sn以及周长Cn，Fn= 4•π•Sn/Cn 2，n选自1~10的自然数，计算10个颗粒的形状系数Fn的平均值，将平均值记为负极材料的平均形状系数F0；
负极材料的比表面积为S1 m2/g，负极材料的总孔体积为P1cm3/g；C1=S1/（P1•100），8≤C1≤20。
在上述方案中，本申请提供的负极材料包括碳材料和活性物质，活性物质填充在碳材料的孔内，负极材料的平均形状系数满足0.7≤F0＜1，表明负极材料的颗粒形状接近于球状颗粒，能够有效减少负极材料颗粒的明显棱角，越接近球形形状的负极材料颗粒的各向同性越大，在充放电过程中，各向同性越大的负极材料能沿径向相对较为均匀地收缩膨胀，可以减少由于负极材料中的活性物质的体积膨胀导致的应力集中问题，有利于维持负极材料的颗粒结构的稳定性，减少负极材料的颗粒的粉化；并且本申请是通过随机获得的负极材料进行测试得到的，表明本申请各个负极材料颗粒的形貌相似度越高，负极材料在涂覆形成负极极片后，极片表面的负极活性物质层中各个负极材料颗粒所受到的各个方向的应力也越均匀，有利于膨胀应力沿各个方向均匀释放，从而提高颗粒的结构稳定性，减少在脱嵌锂过程中由于体积膨胀而引起负极材料结构的坍塌，从而提高负极材料的循环性能。而且，负极材料满足8≤C1≤20，通过控制负极材料的比表面积和总孔体积，使得负载活性物质的负极材料具有适宜数量和适宜孔径的孔，使得负极材料中有足够的空间缓解负极材料中活性物质的体积膨胀，同时负极材料比表面积不至于过大从而减少负极材料与电解液之间副反应的发生，从而综合提高负极材料各方面性能。本申请的负极材料通过控制材料表面形貌和材料内部孔的分布，能够很好的缓解活性物质的体积膨胀，从而提升负极材料的强度、结构稳定性和循环性能。
具体地，负极材料的平均形状系数F0可以是0.70、0.73、0.75、078、0.81、0.82、0.85、0.89、0.90、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.98、0.99等，在此不做限定。在计算负极材料颗粒的F0时，颗粒的截面面积S和周长C可以通过软件自动拾取，形状系数Fn用于表征颗粒的边界圆度，Fn越接近于0.785，颗粒的截面趋于正方形，Fn越接近于1，颗粒的截面趋于圆形。因此，控制负极材料的平均形状系数在0.7~1范围内，表明负极材料的颗粒形状接近于球状颗粒，有效减少颗粒的明显棱角，球形颗粒可以增大各向同性，在充放电过程中，负极材料能沿径向相对较为均匀地收缩膨胀，可以减少由于负极材料中的活性物质的体积膨胀导致的应力集中问题，有利于维持颗粒结构的稳定性，减少颗粒的粉化。
具体地，C1的取值具体可以是8、10、12、15、18和20等，在此不做限定。可以理解地，总孔体积又称孔容，是指单位质量负极材料所具有的细孔的总容积，而比表面积则是指单位质量负极材料的表面积。总孔体积和比表面积是表征负极材料性能非常重要的参数，总孔体积和比表面积存在着密切的关系，总孔体积越大，负极材料中的孔越多，比表面积就越大，负极材料缓解活性物质的体积膨胀性能越好，但是负极材料的比表面积越大，振实密度就会越小，负极材料的强度与硬度也就越低，导致循环稳定性下降，负极材料的导电性和导热性也随着下降。因此，本申请通过控制负极材料的C1值，能够控制负极材料的孔在适宜范围内，从而兼顾负极材料的容量、结构稳定性和循环性能，综合提高负极材料各方面性能。若负极材料的C1过大，则负极材料的比表面积过大，或负极材料的总孔体积过小，表明材料的孔隙过多、孔径较小，负极材料在充放电过程中结构容易坍塌，导致负极材料循环性能的下降，而且导致负极材料与电解液的副反应增多，消耗的活性锂离子增多，导致负极材料的首效下降；若负极材料的C1过小，则负极材料的比表面积过小、或负极材料的总孔体积过大，表明负极材料的孔隙过少、孔径较大降低负极材料中活性物质的负载量，同时不利于缓解负极材料在充放电过程中的体积膨胀，导致负极材料的容量、倍率性能和循环性能均有所下降。
在一些实施方式中，碳材料的比表面积为S2m2/g，碳材料的总孔体积为P2cm3/g，C2=S2/（P2•100），10≤C2≤25；C2的取值具体可以是10、12、13、14、15、18、20、21、23和25等，当然也还可以是上述范围内其他值，在此不做限定。控制碳材料的C2在上述限定范围内，有利于控制碳材料的总孔体积和比表面积处于平衡的状态，使得碳材料内部的微孔和小孔径的介孔（<5nm）的占比较多，既有利于提升活性物质在碳材料中的负载量以及分布均匀性，减少局部应力集中的情况，还有利于缓解活性物质在充放电过程中的体积膨胀，有利于在充放电时维持碳材料的形貌。此外，由于活性物质主要分布在碳材料的内部得到负极材料，则碳材料的颗粒形貌也就是负极材料的颗粒形貌，碳材料的形貌越接近球形，其在充放电过程中越能维持原始形貌，减少碳材料颗粒的破碎，从而提升碳材料的结构稳定性 。
在一些实施方式中，碳材料的比表面积为1300m2/g~2500m2/g。具体地，碳材料的比表面积可以是1300m2/g、1500m2/g、2000m2/g、2100m2/g、2200m2/g、2300m2/g、2400m2/g或2500m2/g等，当然也还可以是上述范围内其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，碳材料的总孔体积为0.5cm3/g~2.0cm3/g。具体地，碳材料的孔体积可以是0.5cm3/g、0.6cm3/g、0.7cm3/g、0.8cm3/g、0.9cm3/g、1.0cm3/g、1.1cm3/g、1.2cm3/g、1.3cm3/g、1.4cm3/g、1.5cm3/g、1.6cm3/g、1.7cm3/g、1.8cm3/g或2.0cm3/g等，当然也还可以是0.5cm3/g~2.0cm3/g之间的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，碳材料的孔的平均孔径为1.7nm~2.2nm，具体地，碳材料的孔的平均孔径可以是1.7nm、1.8nm、1.9nm、2.0nm、2.1nm和2.2nm等。碳材料的孔的孔径过小时，活性物质的气态前驱体难以渗入孔内，容易在碳材料表面聚集形成壳结构，导致负极材料内部的活性物质含量下降，负极材料的比容量下降；碳材料的孔的孔径过大时，虽然有利于活性物质的填充，但是可能会造成活性物质的不均匀分布，偏聚等问题，从而导致负极材料膨胀不均匀，局部膨胀应力过大，颗粒破碎等，进而导致负极材料的电化学性能下降。因此，控制碳材料的孔的平均孔径在上述范围内，有利于碳材料与活性物质的复合，在提高负极材料的倍率性能的同时，有利于缓冲活性物质的体积膨胀、提高负极材料的结构稳定性。
在一些实施方式中，碳材料的孔隙率为40%~60%。具体地，碳材料的孔隙率可以是40%、45%、48%、50%、52%、55%、56%、57%、58%或60%等,当然也还可以是上述范围内其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，碳材料的振实密度≥0.30 g/cm3，具体可以是0.3 g/cm3、0.4g/cm3、0.5g/cm3、0.6g/cm3、0.7g/cm3、0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.10g/cm3、1.20g/cm3、1.30g/cm3、1.40g/cm3或1.50g/cm3等，在此不做限定。可以理解地，碳材料具有大量的孔，孔的存在使得碳材料的密度下降，且充分的孔隙有利于活性物质的沉积，本申请碳材料的振实密度较高，有利于提升负极材料的强度和韧性。
在一些实施方式中，在碳材料中，孔径在5nm以下的孔在总孔体积中的体积占比≥90%。
具体地，孔径在5nm以下的孔在总孔体积中的体积占比可以是90%、92%、95%、98%、或99%等，在此不做限定。
可以理解地，碳材料的孔主要以微孔为主，该范围内的孔径分布，有助于沉积过程中在碳材料内部形成气相传质的通道，改善碳材料内部扩散环境，减小碳材料的密度梯度，从而提高负极材料致密性。
在一些实施方式中，碳材料包括无定形碳、结晶碳及中间相碳微球中的至少一种。碳材料可以提高负极材料的导电性。
在一些实施方式中，碳材料的pH值为6~9，具体可以是6、6.5、7、7.5、8、8.5或9等，在此不做限定。
在一些实施方式中，活性物质指的是可以与锂反应，进行脱嵌锂的物质。具体地，活性物质包括Li、Na、K、Sn、Ge、Si、Fe、SiO、Mg、Ti、Zn、Al、P及Cu中的至少一种；活性物质可以是金属单质。
在一些实施方式中，活性物质具体可以是Si颗粒、Sn颗粒、Ge颗粒、Al颗粒，在另外的一些实施方式中，活性物质也可以是硅锂合金、硅镁合金等，当然，需要说明的是，在一些情况下，活性物质包括单质颗粒和合金。
在一些实施方式中，活性物质包括硅基材料，硅基材料包括非晶硅、晶体硅、硅氧化物、硅合金、晶体硅与非晶硅的复合物中的至少一种；具体地，硅合金可以是硅锂合金、硅镁合金等，当然，需要说明的是，在一些情况下，硅合金包括单质硅颗粒和合金。
在一些实施方式中，硅基材料为非晶硅。可以理解的是，非晶硅在嵌锂过程中各向同性地进行膨胀，可以减少负极材料中孔结构的坍塌，抑制负极材料的比容量快速衰减，提高负极材料的嵌锂循环性能。
在一些实施方式中，负极材料中碳元素的质量占比为40%~80%，具体可以是40%、50%、60%、70%或80%等，当然也还可以是上述范围内其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，负极材料中硅元素的质量占比为20%~55%，具体可以是20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%或55%等，当然也还可以是上述范围内其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，硅基材料的粒径<50nm。具体地，硅基材料的粒径可以是1nm、2nm、3nm、4 nm、5 nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、46nm、47nm、48nm或49nm等，在此不做限定。
在一些实施方式中，采用N2吸脱附法测试碳材料，碳材料在90%分压下吸附的氮气的体积与10%分压下吸附的氮气的体积比值为A，1≤A≤1.9；
采用N2吸脱附法测试负极材料，负极材料在90%分压下吸附的氮气的体积与10%分压下吸附的氮气的体积比值为B，1.3≤B≤2.5；且B/A＞1。
可以理解地，碳材料在未填充活性物质之前，孔隙率高，碳材料在90%分压下吸附的氮气体积P90与10%分压下吸附的氮气的体积P10的比值在1~1.9之间，填充活性物质之后的碳材料，即，负极材料在90%分压下吸附的氮气体积P90与10%分压下吸附的氮气的体积P10的比值在1.3~2.5之间，由于活性物质填充了碳材料中大量的孔隙，特别是微孔，使得负极材料中孔容显著减小，且以介孔和大孔为主，负极材料的P90/P10的比值增大。
在一些实施方式中，负极材料的比表面积为0.5m2/g~10m2/g。具体地，负极材料的比表面积可以是0.5m2/g、1m2/g、2m2/g、3m2/g、4m2/g、5m2/g、6m2/g、7m2/g、8m2/g、9m2/g、400m2/g、或10m2/g等，当然也还可以是上述范围内其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，负极材料的总孔体积为0.001cm3/g~0.1cm3/g，具体可以是0.001cm3/g、0.003cm3/g、0.005cm3/g 、0.008cm3/g、0.01cm3/g、0.05cm3/g、0.08cm3/g或0.1cm3/g等，在此不做限定。相比于碳材料的孔体积，复合活性物质后的负极材料的孔体积明显减少，负极材料的致密度增加，同时负极材料也预留了适量的孔隙用于缓解活性物质脱嵌锂过程中引起的体积膨胀，有利于提高负极材料的循环性能。
在一些实施方式中，负极材料的振实密度为0.8g/cm3~1.3g/cm3，具体可以是0.8g/cm3、0.9 g/cm3、1.0 g/cm3、1.2g/cm3或1.3 g/cm3等，当然也还可以是上述范围内其他值，在此不做限定。可以看出的是，由于活性物质填充在碳材料的孔内，增加了碳材料的致密度，使得负极材料的振实密度相比于初始的碳材料增加了80%~120%。
在一些实施方式中，负极材料中孔的平均孔径为0.45nm~50nm，具体地，负极材料中孔的平均孔径可以是0.45nm、1nm、5nm、10nm、20nm、30nm、40nm或50nm等，在此不做限定。控制负极材料中孔的平均孔径，在提高负极材料的倍率性能的同时，有利于缓冲活性物质的体积膨胀、提高负极材料的结构稳定性。
在一些实施方式中，负极材料的粒径D50，5μm≤D50≤20μm；且0.9≤(D90-D10)/D50≤5。
具体地，D50具体可以是5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、13μm、15μm、18μm或20μm等，在此不做限定。(D90-D10)/D50的比值具体可以是0.9、1.3、1.8、2.5、3、3.8、4.5或5等，在此不做限定。可以理解地，负极材料的颗粒粒径越大，锂离子的扩散路径越长；在Si/C的晶格结构中不可避免地存在着断裂和其它缺陷，这些缺陷会随着充电过程中晶格结构的胀、缩变化而增加，锂离子在大颗粒中扩散时遇到这种缺陷的机率就越大，扩散的动力学过程就困难，比之在小颗粒中的扩散会造成更多不可逆锂。较小颗粒的缺陷相对较多，增加了锂离子扩散的阻力，也使得部分活性锂离子在充放电过程中无法顺利脱出，增加了不可逆容量；细小颗粒也使电极与电解液的接触面积加大，对电池的循环性能不利。综合以上两方面的因素，使得负极材料的粒径控制在上述范围内，可以平衡以上两种对电化学性能相反的影响，使得负极材料取得更好的电化学性能。并且，将负极材料制备为负极极片，负极极片应用在电池中时，负极极片在放电前期局部电流密度分布均匀，而到放电后期，不同尺寸颗粒的局部电流密度差别大，大颗粒的过电位大，即极化较大。因此，控制负极材料颗粒的粒度均匀分布，可减小放电后期大尺寸颗粒造成的极化的加剧。
本申请还提供了一种负极材料的制备方法，采用化学气相沉积工艺，化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）就是将特定的碳材料置于一种或多种前驱气体中，在设定的温度和压力条件下通过前驱气体在碳材料上反应和/或分解以产生所期望的沉积物，得到高性能的负极材料。
制备方法具体包括以下步骤：
S101，提供具有孔的碳材料。
在一些实施方式中，碳材料的比表面积为1300m2/g~2500m2/g。具体地，碳材料的比表面积可以是1300m2/g、1500m2/g、2000m2/g、2100m2/g、2200m2/g、2300m2/g、2400m2/g或2500m2/g等，当然也还可以是上述范围内其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，碳材料的总孔体积为0.5cm3/g~2.0cm3/g。具体地，碳材料的孔体积可以是0.5cm3/g、0.6cm3/g、0.7cm3/g、0.8cm3/g、0.9cm3/g、1.0cm3/g、1.1cm3/g、1.2cm3/g、1.3cm3/g、1.4cm3/g、1.5cm3/g、1.6cm3/g、1.7cm3/g、1.8cm3/g或2.0cm3/g等，当然也还可以是0.5cm3/g~2.0cm3/g之间的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，碳材料的振实密度≥0.30 g/cm3，具体可以是0.4g/cm3、0.5g/cm3、0.6g/cm3、0.7g/cm3、0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.10g/cm3、1.20g/cm3、1.30g/cm3、1.40g/cm3或1.50g/cm3等，在此不做限定。可以理解地，碳材料具有大量的孔，孔的存在使得碳材料的密度下降，且充分的孔隙有利于活性物质的沉积。
在一些实施方式中，碳材料的孔的平均孔径为1.7nm~2.2nm，具体可以是1.7nm、1.8nm、1.9nm、2.0nm、2.1nm、2.2nm等，在此不做限定。碳材料的孔的孔径过小时，活性物质的气态前驱体（例如硅氧气体）难以渗入孔内，导致负极材料中的活性物质含量下降，负极材料的比容量下降；碳材料的孔的孔径过大时，虽然有利于活性物质的填充，但是可能会造成活性物质的不均匀分布、偏聚等问题，从而导致负极材料膨胀不均匀，局部膨胀应力过大以及颗粒破碎等，进而导致负极材料的电化学性能下降。因此，控制碳材料的孔的平均孔径在上述范围内，有利于碳材料与活性物质的复合，提高负极材料的倍率性能的同时，有利于缓冲活性物质的体积膨胀、提高负极材料的结构稳定性。
在一些实施方式中，碳材料的孔隙率为40%~60%。具体地，碳材料的孔隙率可以是40%、45%、48%、50%、52%、55%、56%、57%、58%或60%等，当然也还可以是上述范围内其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，在碳材料中，孔径在5nm以下的孔在总孔体积中的体积占比大于等于90%。具体地，孔径在5nm以下的孔在总孔体积中的体积占比可以是90%、92%、93%、94%、95%、96%、98%或99%等，在此不做限定。可以理解地，碳材料的孔主要以微孔为主，该范围内的孔径分布，有助于沉积过程中在碳材料内部形成气相传质的通道，改善碳材料内部扩散环境，减小碳材料的密度梯度，从而提高负极材料致密性。
在一些实施方式中，碳材料的pH值为6~9，具体可以是6、6.5、7、7.5、8、8.5或9等，在此不做限定。
在一些实施方式中，采用N2吸脱附法测试碳材料，碳材料在90%分压下吸附的氮气的体积与10%分压下吸附的氮气的体积比值为A，1≤A≤1.9。A的取值具体可以是1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8或1.9等，在此不做限定。可以理解地，碳材料在未填充活性物质之前，孔隙率高，有利于活性物质在孔内均匀的沉积。
在一些实施方式中，碳材料的比表面积为S2m2/g，碳材料的总孔体积为P2 cm3/g，C2=S2/（P2•100），10≤C2≤25；具体地，C2的取值具体可以是10、12、13、14、15、18、20、21、23和25等，在此不做限定。
S102，通入含活性物质的反应气体，并在碳材料上进行气相沉积，得到负极材料。
在一些实施方式中，气相沉积的沉积温度为400℃~650℃。具体地，沉积温度可以是400℃、420℃、450℃、470℃、490℃、500℃、530℃、550℃、580℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃或640℃等，当然也还可以是400℃~650℃之间的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，气相沉积的升温速率为2℃/min~20℃/min，具体可以是2℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min、13℃/min、15℃/min、16℃/min、17℃/min、18℃/min、19℃/min或20℃/min等，在此不做限定。
在一些实施方式中，气相沉积的沉积压力为0.05kPa~101kPa。具体地，沉积压力可以是0.05 kPa、0.1 kPa、0.5 kPa、1 kPa、5 kPa、10 kPa、15 kPa、20 kPa、25 kPa、30 kPa、35 kPa、40 kPa、45 kPa、50 kPa、80 kPa或101 kPa等，当然也还可以是上述范围内其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，气相沉积的沉积时间为2h~1000h。具体地，沉积时间可以是2h、5 h、10 h、50 h、100 h、150 h、200 h、250 h、300 h、350 h、400 h、500 h、600 h、650 h、700 h、800 h、900 h或1000 h等，当然也还可以是2h~1000h之间的其他值，在此不做限定。
可以理解地，气相沉积的工艺条件（如沉积温度、沉积压力以及沉积时间）都会影响硅基材料在碳材料孔内的沉积，将气相沉积的温度、压力以及时间控制在上述范围内，可以保证含活性物质的反应气体在进入碳材料孔内之前不发生分解沉积，而在进入碳材料孔后快速分解沉积。
在一些实施方式中，气相沉积在保护性气氛下进行。
在一些实施方式中，保护性气氛包括氮气、氩气、氦气、氖气、氪气和氙气中的至少一种。
在一些实施方式中，反应气体包括硅源气体的原料，硅源气体的原料包括甲硅烷、乙硅烷、一氯氢硅、二氯氢硅、三氯氢硅和四氯硅烷中的至少一种。需要说明的是，当硅源气体的原料为甲硅烷、乙硅烷、一氯氢硅或二氯氢硅时，其常温下即为气态；当硅源气体的原料为三氯氢硅或四氯硅烷时，其常温下即为液态，在气相沉积过程，液态的硅源会气化变成气态的硅源。
在一些实施方式中，硅源气体的流量为0.1L/min~10L/min，具体可以是0.1 L/min、0.3L/min、0.5L/min、1L/min、1.5L/min、2L/min、5L/min、6L/min、8L/min或10L/min等，在此不做限定。
在一些实施方式中，方法还包括：将气相沉积的反应产物进行冷却、洗涤及干燥处理。
在一些实施方式中，洗涤的方式包括超声清洗。
在一些实施方式中，洗涤的溶剂包括无水乙醇。
在一些实施方式中，洗涤的时间为30min~60min，具体可以是30 min、35 min、40min、45 min、50 min、51 min、53 min、55 min、56 min、57 min、58 min、59 min或60 min，当然也还可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
在一些实施方式中，干燥处理的时间为20min~100min。具体地，干燥处理的时间可以是20 min、25 min、30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min、65min、70min、75min、80min、85min、90min、95min或100min等，在此不做限定。
在一些实施方式中，干燥处理的温度为70℃~90℃，具体可以是70℃、75℃、80℃、81℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃，当然也还可以是70℃~90℃之间的其他值，在此不做限定。
本申请还提供了一种电池，该电池包括上述负极材料。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
实施例1
（1）选用比表面积为2160 m2/g，孔体积为1.2 cm3/g，最大孔径为9nm，平均孔径为1.81nm，孔隙率为50%，pH为8，振实密度为0.39 cm3/g的多孔碳材料；其中孔径在5nm以下的孔在总孔体积中的体积占比为92%，碳材料的A(P90/P10)为1.5，碳材料的C2为18；
（2）将多孔碳装入化学气相沉积炉内，以甲硅烷为工作气体，沉积温度为500℃，沉积时间为10h，甲硅烷的流量为2L/min，得到负极材料；
本实施例制得的负极材料包括碳材料和硅基材料，碳材料具有孔，至少部分的硅基材料填充在孔内。负极材料的平均形状系数F0为0.9，负极材料的C1为14，负极材料的B(P90/P10)为2.0。
负极材料的D50为7.2μm，(D90-D10)/D50为1.47；负极材料中碳元素的质量占比为55%，负极材料中硅元素的质量占比为43%。
负极材料的比表面积为10m2/g，总孔体积为0.0071 cm3/g，平均孔径为2.62 nm，振实密度为0.9 g/cm3。
本实施例中负极材料的其余参数详见表2。
实施例2：
（1）选用比表面积为1840 m2/g，孔体积为0.8 cm3/g，最大孔径为8.6nm，平均孔径为2.01nm，孔隙率为54%，pH为9，振实密度为0.36cm3/g的多孔碳；其中孔径为5 nm以下的孔体积在所有孔的总孔体积中的占比为98%，碳骨架的A(P90/P10)为1.8，C2为23；
（2）将多孔碳装入化学气相沉积炉内，以乙硅烷为工作气体，沉积温度为450℃，沉积时间为16h，乙硅烷的流量为3L/min，得到负极材料；
本实施例制得的负极材料包括碳材料和硅基材料，碳材料具有孔，至少部分的硅基材料填充在孔内。负极材料的平均形状系数F0为0.82，负极材料的C1为13.3，负极材料的B(P90/P10)为2.2。
负极材料的D50为6.6μm，(D90-D10)/D50为1.26；负极材料中碳元素的质量占比为48%，负极材料中硅元素的质量占比为50%。
负极材料的比表面积为2m2/g，总孔体积为0.0015 cm3/g，平均孔径为4.84 nm，振实密度为1.2 g/cm3。
本实施例中负极材料的其余参数详见表2。
实施例3
（1）选用比表面积为2000 m2/g，孔体积为1.0 cm3/g，最大孔径为5.1nm，平均孔径为2.13nm，孔隙率为46%，pH为6，振实密度为0.33cm3/g的多孔碳；其中孔径为5nm以下的孔体积在所有孔的总孔体积中的占比为90%，碳骨架的A(P90/P10)为1.2，C2为20；
（2）将多孔碳装入化学气相沉积炉内，以甲硅烷为工作气体，沉积温度为550℃，沉积时间为6h，甲硅烷的流量为1L/min，得到负极材料；
本实施例制得的负极材料包括碳材料和硅基材料，碳材料具有孔，至少部分的硅基材料填充在孔内。负极材料的平均形状系数F0为0.93，负极材料的C1为15，负极材料的B(P90/P10)为1.7。
负极材料的D50为7.3μm，(D90- D10)/D50为1.31；负极材料中碳元素的质量占比为54%，负极材料中硅元素的质量占比为45%。
负极材料的比表面积为1m2/g，总孔体积为0.001cm3/g，平均孔径为3.68nm，振实密度为1.3 g/cm3。
本实施例中负极材料参数详见表2。
实施例4
（1）选用比表面积为2400 m2/g，孔体积为1.5 cm3/g，最大孔径为7.8nm，平均孔径为2.16nm，孔隙率为58%，pH为9，振实密度为0.38cm3/g的多孔碳；其中孔径为5 nm以下的孔体积在所有孔的总孔体积中的占比为94%，碳骨架的A(P90/P10)为1.7，C2为18；
（2）将多孔碳装入化学气相沉积炉内，以甲硅烷为工作气体，沉积温度为400℃，沉积时间为18h，甲硅烷的流量为3L/min，得到负极材料；
本实施例制得的负极材料包括碳材料和硅基材料，碳材料具有孔，至少部分的硅基材料填充在孔内。负极材料的平均形状系数F0为0.84，负极材料的C1为19，负极材料的B(P90/P10)为2.3。
负极材料的D50为8.1μm，(D90-D10)/D50为1.41；负极材料中碳元素的质量占比为47%，负极材料中硅元素的质量占比为52%。
负极材料的比表面积为2.5m2/g，总孔体积为0.0036cm3/g，平均孔径为5.98nm，振实密度为1.0 g/cm3。
本实施例中负极材料的参数详见表2。
实施例5
与实施例1不同的是：选用具有孔的碳材料，碳材料的孔结构的具体参数见表1。
本实施例中负极材料的参数详见表2。
实施例6
与实施例1不同的是：选用具有孔的碳材料，碳材料的孔结构的具体参数见表1。
本实施例中负极材料的参数详见表2。
实施例7
与实施例1不同的是：选用具有孔的碳材料，碳材料的孔结构的具体参数见表1。
本实施例中负极材料的参数详见表2。
实施例8
与实施例1不同的是：选用具有孔的碳材料，碳材料的孔结构的具体参数见表1。
本实施例中负极材料的参数详见表2。
实施例9
与实施例1不同的是：选用具有孔的碳材料，碳材料的孔结构的具体参数见表1。
将多孔碳装入化学气相沉积炉内，以甲硅烷为工作气体，沉积温度为550℃，沉积时间为9h，甲硅烷的流量为1L/min，得到负极材料；
本实施例中负极材料的参数详见表2。
对比例1
与实施例1不同的是：
选用具有孔的碳材料，碳材料的平均形状系数为0.64，碳材料的比表面积为1800m2/g，孔体积为0.7 cm3/g，碳材料的C2为25.7。
本对比例制得的负极材料包括碳材料和硅基材料，碳材料具有孔，至少部分的硅基材料填充在孔内。负极材料的平均形状系数F0为0.64，负极材料的比表面积为5 m2/g，负极材料的孔体积为0.0024 cm3/g，负极材料的C1为20.8。
对比例2
与实施例1不同的是：
选用具有孔的碳材料，碳材料的平均形状系数为0.64，碳材料的比表面积为2160m2/g，孔体积为1.2 cm3/g，碳材料的C2为18。
本对比例制得的负极材料包括碳材料和硅基材料，碳材料具有孔，至少部分的硅基材料填充在孔内。负极材料的平均形状系数F0为0.64，负极材料的比表面积为7 m2/g，负极材料的孔体积为0.005 cm3/g，负极材料的C1为14。
对比例3
与实施例1不同的是：
选用具有孔的碳材料，碳材料的比表面积为1550 m2/g，孔体积为1.6cm3/g，碳材料的C2为9.69。
本对比例制得的负极材料包括碳材料和硅基材料，碳材料具有孔，至少部分的硅基材料填充在孔内。负极材料的平均形状系数F0为0.9，负极材料的比表面积为7 m2/g，孔体积为0.01cm3/g，负极材料的C1为7。
对比例4
与实施例1不同的是：
选用具有孔的碳材料，碳材料的比表面积为1800 m2/g，孔体积为0.7 cm3/g，碳材料的C2为25.7。
本对比例制得的负极材料包括碳材料和硅基材料，碳材料具有孔，至少部分的硅基材料填充在孔内。负极材料的平均形状系数F0为0.9，负极材料的比表面积为5 m2/g，孔体积为0.0024 cm3/g，负极材料的C1为20.8。
对比例5
与实施例1不同的是：
选用具有孔的碳材料，碳材料的比表面积为2160 m2/g，孔体积为1.2 cm3/g，碳材料的C2为18。
将多孔碳装入化学气相沉积炉内，以甲硅烷为工作气体，沉积温度为590℃，沉积时间为18h，甲硅烷的流量为3L/min，得到负极材料；
本对比例制得的负极材料包括碳材料和硅基材料，碳材料具有孔，至少部分的硅基材料填充在孔内。负极材料的平均形状系数F0为0.9，负极材料的比表面积为7.2 m2/g，孔体积为0.012cm3/g，负极材料的C1为6。
对比例6
与实施例1不同的是：
选用具有孔的碳材料，碳材料的比表面积为2160 m2/g，孔体积为1.2 cm3/g，碳材料的C2为18。
将多孔碳装入化学气相沉积炉内，以甲硅烷为工作气体，沉积温度为570℃，沉积时间为24h，甲硅烷的流量为5L/min，得到负极材料；
本对比例制得的负极材料包括碳材料和硅基材料，碳材料具有孔，至少部分的硅基材料填充在孔内。负极材料的平均形状系数F0为0.9，负极材料的比表面积为4.4m2/g，孔体积为0.002cm3/g，负极材料的C1为22。
性能测试
（1）负极材料或碳材料比表面积的测试方法
使用美国麦克TriStar3000比表面积与孔径分析仪设备测得比表面积。
（2）负极材料或碳材料的振实密度的测试方法
采用百特振实，称取100g样品，以300times/min，振动3000次测试振实密度。
（3）负极材料或碳材料的孔体积的测试方式
采用美国麦克公司ASAP2460设备进行测试，孔体积V采用BJH Desorptioncumulative volume of pores模型在17 Å~3000 Å孔径范围内计算得到。
使用Micromeretics ASAP 2460进行微孔和介孔分析。液氮温度下，物体表面氮气的平衡吸附量与其孔径等特性相关，结合吸附过程中吸附量随相对压力变化的规律，可拟合多种模型进行孔径的计算。软件产生的报告利用密度泛函理论(简写为DFT)方法计算孔径分布、总孔体积和在一定范围内的孔体积。
测试负极材料的真密度P，计算得到负极材料的孔隙率=V/（V+1/P）。
（4）负极材料或碳材料的孔的孔径测试方式
取适量样品颗粒，在透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）下测量孔的孔径、孔隙率。
（5）硅基材料颗粒粒径的测试方式
通过场发射扫描电镜或者透射电镜来观察纳米硅颗粒，通过比例尺直接测量5-10个纳米硅颗粒粒径，取粒径的平均值为最终的纳米硅颗粒粒径。孔的截面尺寸直径为在孔的截面中测得的最长长度。
（6）负极材料中硅基材料的质量的测试方法
称取负极材料的质量为M1，刻蚀硅基材料后再测试材料的质量为M2，（M1-M2）/M1即为负极材料中硅基材料的质量含量。
（7）负极材料的粒径的测试方法
使用激光粒度仪测得D50，其存在类正态分布的对称分布。其体积基准分布中，累积50%直径为D50，依次类推，累计90%直径为D90，累计10%直径为D10。
（8）负极材料中碳元素和硅元素的质量占比的测试方法
使用德国布鲁克的G4 ICARUS HF红外碳硫分析仪：样品在高温富氧的状态下燃烧，其所含碳、硫元素分别被氧化为二氧化碳、二氧化硫，生成的气体随载气进入红外检测器，通过对二氧化碳信号与二氧化硫信号的变化进行定量统计可分别计算出碳、硫元素的含量。
使用南阳鑫宇SA2-9-17TP的箱式气氛炉：在氧气氛围下灼烧，使样品中硅和氧化亚硅反应成为二氧化硅，碳燃烧后变为二氧化碳排出，称重计算硅含量。
（9）电化学性能测试
1）首次放电比容量和首次库伦效率（ICE）的测试方法为：按照负极材料、导电炭黑、聚丙烯酸（PPA）质量比为75:15:10的比例调制成负极浆料，在铜箔上涂布，干燥后制成负极极片。以金属锂片作为对电极，在充满氩气的手套箱中组装成扣式电池。以0.1C的电流密度，在0.01V-5V的充放电区间内对扣式电池进行充放电测试，得到该扣式电池的首次放电比容量和首次库伦效率（ICE）。
2）循环50圈后的容量保持率和极片厚度膨胀率的测试方法为：按照负极材料、导电炭黑（Super-P）、导电石墨（KS-6）、羧甲基纤维素（CMC）、丁苯橡胶（SBR）质量比为92:2:2:2:2调制成负极浆料，在铜箔上涂布，干燥后制成负极极片。其中具有碳包覆层的负极材料与石墨混合物中Si-C和石墨的占比由两者的首次可逆比容量及两者所需配成的容量决定。以金属锂片作为对电极，在充满氩气的手套箱中组装成扣式电池。以1C的电流密度，在0.01V-5V的充放电区间对扣式电池进行重复50次的充放电测试，得到电池循环50圈后的容量保持率和极片厚度膨胀率。
表1.碳材料的参数
表2.负极材料的参数
表3.实施例及对比例性能测试结果
根据表1~3所示的结果可知，本申请实施例1~9制得的负极材料首次放电比容量、首次库伦效率以及循环50周后的容量保持率都较高，且材料循环50周后的极片厚度膨胀率较低。这是因为本实施例制得的负极材料的颗粒形状接近于球状颗粒，且球状颗粒的内部分布有适宜数量和适宜孔径的孔结构，球形颗粒可以增大负极材料的各向同性，在充放电过程中，负极材料能沿径向相对较为均匀地收缩膨胀，可以减少由于硅基材料的体积膨胀导致的应力集中问题，同时负极材料颗粒的平均形状系数保持在上述范围内，表示各个负极材料颗粒的形貌相似度越高，负极材料在涂覆形成负极极片后，极片表面的负极活性物质层中各个负极材料颗粒所受到的各个方向的应力也越均匀，有利于膨胀应力沿各个方向均匀释放，有利于维持颗粒结构的稳定性，减少颗粒的粉化，从而提高材料的循环性能。负极材料满足8≤C1≤20，负极材料具有适宜数量和适宜孔径的孔，使得负极材料中有足够的空间以利于缓解负极材料中活性物质的膨胀，同时负极材料比表面积不至于过大导致从而减少负极材料与电解液之间副反应的发生，从而综合提高负极材料各方面性能。
对比例1的负极材料的平均形状系数F0过小，且负极材料的C1不满足本申请的限定范围，负极材料内部孔的分布较差、负极材料颗粒形状明显棱角较多，使得负极材料膨胀应力沿各个方向释放不均匀，即负极材料的体积膨胀和结构稳定性均较差，导致负极材料的容量、倍率性能和循环性能均较差。
对比例2的负极材料的平均形状系数F0过小，颗粒形状明显棱角增多，负极材料在极片辊压过程中，负极材料颗粒容易部分破裂，导致负极材料与电解液的副反应增多，消耗的活性锂离子增多，负极材料的首效下降；而且，在充放电过程中，负极材料颗粒的局部应力集中，颗粒进一步破碎、粉化，负极材料的循环性能下降。
对比例3和对比例5中负极材料的C1过小，说明负极材料的比表面积过小或总体积过大，表明负极材料的孔数量较少、孔径较大，孔径较大的负极材料在充放电过程中容易发生结构的坍塌，导致负极材料循环性能劣化。
对比例4和对比例6中负极材料的C1过大，说明负极材料的比表面积过大或总孔体积过小，表明负极材料的孔数量较多、孔径较小。总孔体积过小，不利于缓解负极材料的体积膨胀；比表面积过大导致负极材料与电解液的副反应增多，消耗的活性锂离子增多，负极材料的首效下降，负极材料循环性能劣化。
Claims (10)
1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括碳材料和活性物质，碳材料具有多孔结构，所述活性物质至少部分分布在所述碳材料的孔内；
所述负极材料的平均形状系数为F0，0.7≤F0＜1；
所述负极材料的平均形状系数F0通过以下方式测试得到：
随机获取10颗负极材料颗粒，并测得每颗负极材料颗粒的截面面积Sn以及周长Cn，Fn=4•π•Sn/Cn 2，n选自1~10的自然数，计算10个颗粒的形状系数Fn的平均值，将平均值记为所述负极材料的平均形状系数F0；
所述负极材料的比表面积为S1 m2/g，所述负极材料的总孔体积为P1cm3/g；C1=S1/（P1•100），8≤C1≤20。
2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述碳材料的比表面积为S2m2/g，所述碳材料的总孔体积为P2cm3/g，C2=S2/（P2•100），10≤C2≤25。
3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，采用N2吸脱附法测试所述碳材料，所述碳材料在90%分压下吸附的氮气的体积与10%分压下吸附的氮气的体积比值为A，1≤A≤1.9。
4.根据权利要求3所述的负极材料，其特征在于，采用N2吸脱附法测试所述负极材料，所述负极材料在90%分压下吸附的氮气的体积与10%分压下吸附的氮气的体积比值为B，1.3≤B≤2.5；且B/A＞1。
5.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述碳材料满足以下技术特征（1）~（6）中的至少一种：
（1）所述碳材料的比表面积为1300m2/g~2500m2/g；
（2）所述碳材料的总孔体积为0.5cm3/g~2.0cm3/g；
（3）所述碳材料的孔的平均孔径为1.7nm~2.2nm；
（4）所述碳材料的孔隙率为40%~60%；
（5）所述碳材料的振实密度≥0.30 g/cm3；
（6）所述碳材料的pH值为6~9。
6.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，在所述碳材料中，孔径在5nm以下的孔在总孔体积中的体积占比≥90%。
7.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料满足以下技术特征（1）~（5）中的至少一种：
（1）所述活性物质包括Li、Na、K、Sn、Ge、Si、Fe、Mg、SiO、Ti、Zn、Al、P及Cu中的至少一种；
（2）所述活性物质包括硅基材料，所述硅基材料包括非晶硅、晶体硅、硅氧化物、硅合金、晶体硅与非晶硅的复合物中的至少一种；
（3）所述活性物质包括硅基材料，所述硅基材料的粒径<50nm；
（4）所述负极材料中碳元素的质量占比为40%~80%；
（5）所述活性物质包括硅基材料，所述负极材料中硅元素的质量占比为20%~55%。
8.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料满足以下技术特征（1）~（4）中的至少一种：
（1）所述负极材料的比表面积为0.5m2/g~10m2/g；
（2）所述负极材料的总孔体积为0.001cm3/g~0.1cm3/g；
（3）所述负极材料中孔的平均孔径为0.45nm~50nm；
（4）所述负极材料的振实密度为0.8g/cm3~1.3g/cm3。
9.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料的粒径D50满足5μm≤D50≤20μm，且0.9≤(D90- D10)/D50≤5。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1~9任一项所述的负极材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311605506.0A CN117457880A (zh) | 2023-11-29 | 2023-11-29 | 负极材料及电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311605506.0A CN117457880A (zh) | 2023-11-29 | 2023-11-29 | 负极材料及电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117457880A true CN117457880A (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=89580022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311605506.0A Pending CN117457880A (zh) | 2023-11-29 | 2023-11-29 | 负极材料及电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117457880A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117790767A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-29 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及电池 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016184495A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社豊田自動織機 | アモルファス含有Ｓｉ粉末を含む負極及び二次電池、並びにこれらの製造方法 |
| CN110299534A (zh) * | 2018-03-23 | 2019-10-01 | 株式会社东芝 | 电极、二次电池、电池组和车辆 |
| JP2019169350A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 株式会社東芝 | 電極、二次電池、電池パック、及び車両 |
| JP2020027700A (ja) * | 2018-08-09 | 2020-02-20 | 住友金属鉱山株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極活物質とその製造方法およびリチウムイオン二次電池 |
| JP2020083750A (ja) * | 2019-10-07 | 2020-06-04 | 住友化学株式会社 | リチウム金属複合酸化物粉末、リチウム二次電池用正極活物質、正極、及びリチウム二次電池 |
| CN113302765A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-08-24 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极材料、电化学装置以及电子装置 |
| CN115425281A (zh) * | 2022-10-10 | 2022-12-02 | 宁德新能源科技有限公司 | 锂离子电池以及电子设备 |
| WO2023053946A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 二次電池 |
| WO2023053947A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 二次電池 |
| CN116190592A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-05-30 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及锂离子电池 |
| CN116724415A (zh) * | 2022-11-02 | 2023-09-08 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 负极活性材料及其制备方法、以及包含其的二次电池及用电装置 |
| CN116864643A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-10-10 | 兰溪致德新能源材料有限公司 | 硅基复合材料及制备方法和电池 |
| CN116979053A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-10-31 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
| CN117208885A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-12-12 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及电池 |
-
2023
- 2023-11-29 CN CN202311605506.0A patent/CN117457880A/zh active Pending
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016184495A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社豊田自動織機 | アモルファス含有Ｓｉ粉末を含む負極及び二次電池、並びにこれらの製造方法 |
| CN110299534A (zh) * | 2018-03-23 | 2019-10-01 | 株式会社东芝 | 电极、二次电池、电池组和车辆 |
| JP2019169350A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 株式会社東芝 | 電極、二次電池、電池パック、及び車両 |
| JP2020027700A (ja) * | 2018-08-09 | 2020-02-20 | 住友金属鉱山株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極活物質とその製造方法およびリチウムイオン二次電池 |
| JP2020083750A (ja) * | 2019-10-07 | 2020-06-04 | 住友化学株式会社 | リチウム金属複合酸化物粉末、リチウム二次電池用正極活物質、正極、及びリチウム二次電池 |
| CN113302765A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-08-24 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极材料、电化学装置以及电子装置 |
| WO2023053947A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 二次電池 |
| WO2023053946A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 二次電池 |
| CN115425281A (zh) * | 2022-10-10 | 2022-12-02 | 宁德新能源科技有限公司 | 锂离子电池以及电子设备 |
| CN116724415A (zh) * | 2022-11-02 | 2023-09-08 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 负极活性材料及其制备方法、以及包含其的二次电池及用电装置 |
| CN116190592A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-05-30 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及锂离子电池 |
| CN116979053A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-10-31 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
| CN116864643A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-10-10 | 兰溪致德新能源材料有限公司 | 硅基复合材料及制备方法和电池 |
| CN117208885A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-12-12 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及电池 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈兵旗等: "Visual C++实用图像处理专业教程", 31 March 2004, 清华大学出版社, pages: 114 - 119 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117790767A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-29 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及电池 |
| CN117790767B (zh) * | 2024-02-07 | 2024-05-31 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Han et al. | Vertical graphene growth on uniformly dispersed sub-nanoscale SiO x/N-doped carbon composite microspheres with a 3D conductive network and an ultra-low volume deformation for fast and stable lithium-ion storage | |
| Wu et al. | Carbon coated mesoporous Si anode prepared by a partial magnesiothermic reduction for lithium-ion batteries | |
| Yan et al. | Scalable and low-cost synthesis of porous silicon nanoparticles as high-performance lithium-ion battery anode | |
| JP2021519744A (ja) | ケイ素−炭素複合材料及びその製造方法 | |
| Yue et al. | Facile synthesis of 3D silicon/carbon nanotube capsule composites as anodes for high-performance lithium-ion batteries | |
| CN117208885A (zh) | 负极材料及电池 | |
| JP2023523107A (ja) | 高緻密質構造のケイ素－炭素複合材料、その調製方法及びその応用 | |
| Jeong et al. | High-performance characteristics of silicon inverse opal synthesized by the simple magnesium reduction as anodes for lithium-ion batteries | |
| Hou et al. | Silicon carbon nanohybrids with expandable space: A high-performance lithium battery anodes | |
| CN117457880A (zh) | 负极材料及电池 | |
| Yan et al. | Metal-organic frameworks-derived CoMOF-D@ Si@ C core-shell structure for high-performance lithium-ion battery anode | |
| Li et al. | High-performance Si-Containing anode materials in lithium-ion batteries: A superstructure of Si@ Co–NC composite works effectively | |
| CN106252622B (zh) | 一种氧化硅/碳复合纳米线负极材料、制备方法及锂离子电池 | |
| Di et al. | Hierarchical pomegranate-structure design enables stress management for volume release of Si anode | |
| Ouyang et al. | Novel SiOx/Cu3Si/Cu anode materials for lithium-ion batteries | |
| Zhang et al. | Porous silicon nano-aggregate from silica fume as an anode for high-energy lithium-ion batteries | |
| CN114464796A (zh) | 硅氧复合负极材料及其制备方法、锂离子电池 | |
| Ruan et al. | Boosting lithium storage performance of diatomite derived Si/SiOx micronplates via rationally regulating the composition, morphology and crystalline structure | |
| Han et al. | 3D Vertical Graphene@ SiOx/B‐Doped Carbon Composite Microspheres for High‐Energy Lithium‐Ion Batteries | |
| Tian et al. | Carbon coating optimization on porous silicon as high-performance anode material via fluidized bed chemical vapor deposition | |
| JP2023509252A (ja) | ガーネット類似構造のケイ素ベース複合材料、その調製方法及びその応用 | |
| CN117525426A (zh) | 碳材料及制备方法、负极材料及制备方法、锂离子电池 | |
| Zhang et al. | Preparation of graphene-like carbon attached porous silicon anode by magnesiothermic and nickel-catalyzed reduction reactions | |
| WO2023273266A1 (zh) | 石墨烯基复合电极材料的制备方法及其应用 | |
| CN116364869A (zh) | 复合负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |