负极材料、制备方法、二次电池及用电设备与流程

本申请涉及电池，具体涉及一种负极材料、制备方法、二次电池及用电设备。

背景技术：

1、石墨作为锂离子电池的常用负极材料，其较低的比容量限制了其作为高能量密度负极材料的应用。硅基负极材料具有超高的理论比容量，但是硅基材料在嵌锂过程中伴随着巨大的体积膨胀。由此，在充放电循环过程中，随着嵌锂脱锂的进行，硅基材料颗粒巨大体积膨胀产生的内应力，会引起活性颗粒的开裂破碎甚至粉化、活性颗粒表面固态电解质(sei)膜的不断破裂-重生，导致活性物质失效和活性锂损耗，电池容量迅速衰减，电池的循环寿命降低。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种负极材料、制备方法、二次电池及用电设备，可以解决上述技术问题。

2、本申请实施例提供了一种负极材料，包括活性材料以及包覆于所述活性材料表面的包覆层，所述包覆层包括第一物质，所述第一物质具有伯氨基团；所述伯氨基团至少部分与第二物质连接；

3、所述第二物质具有邻苯二酚基团。

4、在一些实施例中，所述第二物质中的邻苯二酚基团至少部分与第三物质连接，所述第三物质包括1,4-苯二硼酸、1,3-苯二硼酸和硼酸中的一种或多种。

5、在一些实施例中，所述活性材料包括硅单质、硅碳复合物、硅氧化合物、硅氮化合物和硅合金中的一种或多种。

6、在一些实施例中，所述第一物质包括聚乙烯亚胺。

7、在一些实施例中，所述第二物质包括邻苯二酚、没食子酸、单宁酸、槲皮素、鞣花酸、绿原酸、原儿茶酸和表儿茶素没食子酸酯中的一种或多种。

8、在一些实施例中，所述包覆层与所述活性材料的质量比为1：(40～200)。

9、在一些实施例中，所述活性材料的粒径为100nm～20μm。

10、在一些实施例中，所述包覆层的厚度为100nm～900nm。

11、在一些实施例中，所述第一物质的分子量为8000～20000da。

12、在一些实施例中，所述第一物质与第二物质的质量比为(2～15)：(2～10)。

13、在一些实施例中，所述第一物质、第二物质和第三物质的质量比为(2～15)：(2～10)：1。

14、相应地，本申请的实施例提供了上述负极材料的制备方法，包括以下步骤：

15、将所述第二物质分散到溶剂中，得到第一浆料；

16、向所述第一浆料中加入所述活性材料，得到第二浆料；

17、向所述第二浆料中加入所述第一物质，得到第三浆料；

18、所述第三浆料在惰性气氛下进行喷雾干燥，得到所述负极材料。

19、相应地，本申请的实施例提供了一种二次电池，包括负极极片，所述负极极片包括上述的负极材料或如上述的负极材料的制备方法所制备的负极材料。

20、相应地，本申请的实施例提供了一种用电设备，包括上述的二次电池。

21、本申请的有益效果在于：相较于现有技术，本申请提供了一种负极材料，制备方法、二次电池及用电设备。本申请的负极材料包括：活性材料以及包覆于活性材料表面的包覆层，包覆层包括第一物质，第一物质具有伯氨基团；第一物质中的伯氨基团至少部分与第二物质接合；第二物质包括邻苯二酚基团。本申请的负极材料具有更强的机械强度，能够更好的抑制硅基材料脱嵌锂过程中的体积膨胀，改善电池长期循环性能。

技术特征：

1.一种负极材料，其特征在于，包括活性材料以及包覆于所述活性材料表面的包覆层，所述包覆层包括第一物质，所述第一物质具有伯氨基团；所述伯氨基团的至少部分与第二物质连接；

2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述第二物质中的邻苯二酚基团至少部分与第三物质连接，所述第三物质包括1,4-苯二硼酸、1,3-苯二硼酸和硼酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述活性材料包括硅单质、硅碳复合物、硅氧化合物、硅氮化合物和硅合金中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述第一物质包括聚乙烯亚胺；和/或，

5.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述包覆层与所述活性材料的质量比为1：(40～200)；和/或，

6.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述第一物质与第二物质的质量比为(2～15)：(2～10)。

7.根据权利要求2所述的负极材料，其特征在于，所述第一物质、第二物质和第三物质的质量比为(2～15)：(2～10)：1。

8.一种如权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.一种二次电池，其特征在于，包括负极极片，所述负极极片包括如权利要求1～7任一项中所述的负极材料或如权利要求8所述的负极材料的制备方法所制备的负极材料。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9中所述的二次电池。

技术总结
本申请公开了一种负极材料、制备方法、二次电池及用电设备。本申请的负极材料，包括活性材料以及包覆于活性材料表面的包覆层，包覆层包括第一物质，第一物质具有伯氨基团；第一物质中的伯氨基团至少部分与第二物质连接；第二物质包括邻苯二酚基团。本申请的制备方法包括将第二物质分散到溶剂中，得到第一浆料；向第一浆料中加入活性材料，得到第二浆料；向第二浆料中加入第一物质，得到第三浆料；第三浆料在惰性气氛下进行喷雾干燥，得到负极材料。本申请通过包覆层包覆活性材料，能够抑制活性材料在电池循环过程中的体积膨胀，负极材料具有更强的机械强度，改善电池长期循环性能。

技术研发人员：请求不公布姓名,马勇,郑军华,李云明
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14