负极材料、负极片和电池的制作方法

本发明涉及电池领域，具体涉及负极材料、包含该负极材料的负极片和包含该负极材料的电池。

背景技术：

1、随着锂离子电池技术的迅速发展，锂离子电池在笔记本电脑、智能手机等便携式移动电子设备上的应用越来越广泛，人们对电池能量密度的要求也越来越高。

2、目前，石墨掺混硅负极作为电池能量密度提升的主要措施，但是，硅负极的循环性能较差。通常，为了提升硅负极的循环性能，会在硅负极材料表面进行包覆，但其循环性能并未有很大提升。

3、因此，发现一种兼顾能量密度和循环性能的电池是十分重要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种负极材料、包含该负极材料的负极片和包含该负极材料的电池。本发明的负极材料包括包覆处理的硅基材料，该包覆层不仅能够较好地适应硅基材料的膨胀与收缩，而且与电解液具有较好的相容性，进而能够提高电池的首效和能量密度。

2、掺硅负极中，常规的包覆无法适应硅负极的膨胀与收缩，包覆层会发生破裂。随着循环的进行，电解液会不断地透过包覆层破裂处，从而持续与硅负极材料暴露的新鲜界面发生反应，最终导致硅负极材料逐渐失效。本发明的发明人发现，使用至少包括元素f和元素p的壳层对硅负极进行包覆处理，能够有效地隔绝电解液与硅负极的接触，从而避免电解液的不断侵蚀而导致的硅负极材料的失效。

3、本发明第一方面提供了一种负极材料，所述负极材料包括含硅材料，所述含硅材料具有核壳结构，所述核壳结构的核芯包括硅基材料，所述核壳结构的壳层至少包括元素f和元素p。

4、本发明第二方面提供了一种负极片，所述负极片包括本发明第一方面所述的负极材料。

5、本发明第三方面提供了一种电池，所述电池包括本发明第一方面所述的负极材料和/或本发明第二方面所述的负极片。

6、通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：本发明的负极材料能够有效地隔绝电解液与含硅负极材料的直接接触，从而避免含硅负极材料直接暴露于电解液中而导致的硅负极材料的失效，进而能够有效改善电池的循环性能。

7、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

技术特征：

1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括含硅材料，所述含硅材料具有核壳结构，所述核壳结构的核芯包括硅基材料，所述核壳结构的壳层至少包括元素f和元素p。

2.根据权利要求1所述的负极材料，其中，所述壳层包括有机盐；所述有机盐是包括阴离子和阳离子的离子化合物；

3.根据权利要求2所述的负极材料，其中，所述有机盐包括式1所示的结构：

4.根据权利要求1所述的负极材料，其中，所述元素f和所述元素p的质量之和与所述壳层总质量的比值大于50％。

5.根据权利要求2或3所述的负极材料，其中，所述有机盐包括1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐、1-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐和1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐中至少一种；

6.根据权利要求1所述的负极材料，其中，所述硅基材料选自硅、硅碳、硅氧和硅合金中的至少一种；

7.根据权利要求1所述的负极材料，其中，所述含硅材料的中值粒径d50为5.1μm-20μm；

8.根据权利要求6所述的负极材料，其中，所述含硅材料的质量和所述碳基材料的质量比为1:(0.25-99)；

9.一种负极片，其特征在于，所述负极片包括权利要求1-8中任一项所述的负极材料。

10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1-8中任一项所述的负极材料或权利要求9所述的负极片。

技术总结
本发明涉及电池领域，具体涉及负极材料、包含该负极材料的负极片和包含该负极材料的电池。所述负极材料包括含硅材料，所述含硅材料具有核壳结构，所述核壳结构的核芯包括硅基材料，所述核壳结构的壳层至少包括元素F和元素P。本发明的负极材料包括具有核壳结构的含硅材料，其壳层不仅能够较好地缓解核芯的膨胀与收缩，同时与电解液具有较好的相容性，从而提高电池的首效和能量密度。

技术研发人员：李瑞年,刘春洋,李素丽
受保护的技术使用者：珠海冠宇电池股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13