一种负极活性材料、二次电池及电子装置的制作方法

本技术涉及电化学，特别是涉及一种负极活性材料、二次电池及电子装置。

背景技术：

1、二次电池，例如锂离子电池具有工作电压高，能量密度高、循环寿命长、工作温度范围宽等特性，这些优异的特性使锂离子电池在消费电子、动力电池和储能三大领域都实现了广泛应用。

2、硅材料的理论克容量高达4200mah/g，在锂离子电池中具有广阔的应用前景。但硅材料在充放电循环过程中，随着锂离子的嵌入和脱出，会发生120％至300％的体积膨胀，硅材料体积膨胀释放应力会导致的负极极片孔隙的增加，造成负极极片体积膨胀，从而影响锂离子电池的膨胀性能。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种负极活性材料、二次电池及电子装置，以改善二次电池的膨胀性能。具体技术方案如下：

2、本技术的第一方面提供了一种负极活性材料，其包括硅基复合材料，硅基复合材料包括硅基体、导电剂和聚合物，导电剂和聚合物位于硅基体的至少部分表面，硅基复合材料的拉曼光谱中位移为1255cm-1至1400cm-1的d峰的峰强为id，硅基复合材料的拉曼光谱中位移为1550cm-1至1625cm-1的g峰的峰强为ig，id与ig的比值为a，0.15≤a≤1.15，硅基复合材料的红外光谱中在1450±20cm-1存在碳氧双键的伸缩振动峰，硅基复合材料的粉末电导率为0.03s/cm至0.1s/cm。负极活性材料包括硅基复合材料，硅基复合材料包括位于硅基体的至少部分表面的导电剂和聚合物，并调控a的值和硅基复合材料的粉末电导率在本技术范围内，可以使得负极活性材料具有完整的导电网络的同时，能够释放因硅膨胀产生的应力。将具有上述特征的负极活性材料应用于二次电池，有利于减少因硅膨胀释放应力导致的负极极片孔隙率的增加量，缓解硅负极极片的膨胀，从而改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

3、在本技术的一些实施方案中，硅基复合材料的dv50/dv10满足1.25≤dv50/dv10≤7，硅基复合材料的dv50为5μm至12μm。通过调控硅基复合材料的dv50/dv10、dv50的值在上述范围内，有利于提高负极极片的孔隙率，释放因硅膨胀产生的应力，缓解硅负极极片的膨胀，从而改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

4、在本技术的一些实施方案中，硅基复合材料的dv10为1.7μm至4μm。通过调控硅基复合材料的dv10的值在上述范围内，有利于提高负极极片的孔隙率，释放因硅膨胀产生的应力，缓解硅负极极片的膨胀，从而改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

5、在本技术的一些实施方案中，负极活性材料满足以下特征中的至少一者：(1)0.35≤a≤0.85；(2)硅基复合材料的粉末电导率为0.04s/cm至0.08s/cm；(3)硅基复合材料的dv50/dv10满足2≤dv50/dv10≤3.5。具有上述特征的负极活性材料，具有较好的导电性，将其应用于二次电池，可以缓解硅负极极片的膨胀，从而改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

6、在本技术的一些实施方案中，导电剂呈线状，聚合物呈颗粒状，负极活性材料满足以下特征中的至少一者：(1)聚合物的颗粒的外接圆的直径为x nm，10≤x≤200；(2)导电剂的平均直径为y nm，0.5≤y≤20；导电剂的平均长度为zμm，0.5≤z≤11；(3)聚合物的颗粒的外接圆的直径为x nm，导电剂的平均直径为y nm，0.5≤x/y≤400。具有上述特征的负极活性材料，具有较好的导电性，可以更好发挥导电剂和聚合物的作用，释放因硅膨胀产生的应力。将其应用于二次电池，可以改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

7、在本技术的一些实施方案中，导电剂呈线状，聚合物呈颗粒状，负极活性材料满足以下特征中的至少一者：(1)聚合物的颗粒的外接圆的直径为x nm，20≤x≤140；(2)导电剂的平均直径为y nm，0.5≤y≤14；导电剂的平均长度为zμm，1≤z≤8；(3)聚合物的颗粒的外接圆的直径为x nm，导电剂的平均直径为y nm，0.7≤x/y≤280。具有上述特征的负极活性材料，具有更好的导电性，可以更好发挥导电剂和聚合物的作用，释放因硅膨胀产生的应力。将其应用于二次电池，可以进一步改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

8、在本技术的一些实施方案中，硅基体包括硅元素和碳元素；导电剂包括碳纳米管；聚合物包括聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚氨酯、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钾、羟甲基纤维素钠或羟甲基纤维素钾中的至少一种。选择上述范围内的硅基体材料、导电剂以及聚合物，负极活性材料具有完整的导电网络的同时，能够释放因硅膨胀产生的应力，将具有上述特征的负极活性材料应用于二次电池，可以减少因硅膨胀释放应力导致的负极极片孔隙率的增加量，缓解硅负极极片的膨胀，从而改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

9、本技术的第二方面提供了一种二次电池，其包括正极极片、负极极片和电解液，负极极片包括本技术第一方面提供的负极活性材料。二次电池包括上述负极活性材料，从而二次电池具有良好的循环性能和膨胀性能。

10、在本技术的一些实施方案中，负极极片的压实密度为0.9g/cm3至1.9g/cm3。调控负极极片的压实密度在上述范围内时，负极极片具有良好的结构稳定性，可以缓解硅负极极片的膨胀，从而改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

11、在本技术的一些实施方案中，电解液包括氟代碳酸乙烯酯，基于电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为c％，0.01≤a/c≤0.23。电解液包括氟代碳酸乙烯酯，有利于在负极极片表面形成厚度合适且稳定的固态电解质界面膜，提高负极极片的稳定性，还可以缓解硅基体膨胀产生的应力，缓解硅负极极片的膨胀，从而改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

12、在本技术的一些实施方案中，5≤c≤15。通过调控c的值在上述范围内，有利于在负极极片表面形成厚度合适且稳定的固态电解质界面膜，提高负极极片的稳定性，缓解硅负极极片的膨胀，从而改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

13、本技术的第三方面提供了一种电子装置，其包括本技术第二方面提供的二次电池。本技术第二方面提供的二次电池具有良好的循环性能和膨胀性能，从而本技术的电子装置具有较长的使用寿命。

14、本技术的有益效果：

15、本技术提供了一种负极活性材料、二次电池及电子装置。负极活性材料包括硅基复合材料，硅基复合材料包括硅基体、导电剂和聚合物，导电剂和聚合物位于硅基体的至少部分表面，硅基复合材料的拉曼光谱中位移为1255cm-1至1400cm-1的d峰的峰强为id，负极活性材料的拉曼光谱中位移为与1550cm-1至1625cm-1的g峰的峰强为ig，id与ig的比值为a，0.15≤a≤1.15，硅基复合材料的红外光谱在1450±20cm-1存在碳氧双键的伸缩振动峰，硅基复合材料的粉末电导率为0.03s/cm至0.1s/cm。将具有上述特征的负极活性材料应用于二次电池，通过调控a的值和硅基复合材料的粉末电导率在本技术范围内，能够使得负极活性材料具有完整的导电网络的同时，释放因硅膨胀产生的应力，减少因硅膨胀释放应力导致的负极极片孔隙率的增加量，从而缓解硅负极极片的膨胀，改善二次电池的循环性能和膨胀性能。

16、当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。