[发明专利]负极材料及使用其的电化学装置和电子装置

说明书

本申请涉及一种负极材料及使用其的电化学装置和电子装置。本申请提供的负极材料包括：硅化合物SiO_x，其中x为0.5‑1.5；碳层；所述硅化合物SiO_x和所述碳层之间具有氧化物MeO_y层；其中Me包括Al、Si、Ti、Mn、V、Cr、Co或Zr中的至少一种，其中y为0.5‑3；其中所述MeO_y层与所述碳层相邻的表面具有开口的孔隙结构，并且所述开口的孔隙结构的至少一部分被所述碳层填充，所述负极材料的比表面积为2‑10cm²/g。所述负极材料能够显著提高电化学装置的循环性能，且显著降低电化学装置的阻抗。

本申请是申请日为2018年12月17日，申请号为“201811541619.8”，发明名称为“负极材料及使用其的电化学装置和电子装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及储能领域，具体涉及一种负极材料及使用其的电化学装置和电子装置，特别是锂离子电池。

背景技术

电化学装置(例如，锂离子电池)已伴随着科技的进步及环保要求的提高进入了我们日常的生活。近年来，由于硅的可逆容量高达4200mAh/g，因此被认为是最有可能被大规模应用的锂离子负极材料。但是硅在充放电过程中具有约400％的体积膨胀，超高的体积膨胀会造成固体电解质界面膜(SEI)的破坏，不断露出新鲜的材料表面，从而不断消耗电解液，将导致SEI的反复形成。硅氧材料虽然在容量上与纯硅相比有一定的降低，但是硅氧材料在一定程度上可以显著降低体积膨胀。合理的设计硅氧比、颗粒大小和优化电芯制备工艺可使其体积膨胀仅有120-160％。但是这仍然无法满足目前锂离子电池高循环寿命的要求。

有鉴于此，为了满足高循环寿命的要求，还需要对负极材料的结构作进一步的细化和改进。

发明内容

本申请实施例提供了一种负极材料以及制备该负极材料的方法，以试图在至少某种程度上解决至少一种存在于相关领域中的问题。本申请实施例还提供了使用该负极材料的负极极片、电化学装置以及电子设备。

在一个实施例中，本申请提供了一种负极材料，所述负极材料包括：

硅化合物SiO_x，其中x为约0.5-1.5；

氧化物MeO_y层，所述MeO_y层包覆所述硅化合物SiO_x，其中Me包括Al、Si、Ti、Mn、V、Cr、Co或Zr中的至少一种，其中y为约0.5-3；以及

碳层，所述碳层包覆所述MeO_y层；

其中所述MeO_y层与所述碳层相邻的表面具有开口的孔隙结构，并且所述开口的孔隙结构的至少一部分被所述碳层填充。

在另一个实施例中，所述负极材料包括：

硅化合物SiO_x，其中x为0.5-1.5；

碳层；

所述硅化合物SiO_x和所述碳层之间具有氧化物MeO_y层；

其中Me包括Al、Si、Ti、Mn、V、Cr、Co或Zr中的至少一种，其中y为0.5-3；以及

其中所述MeO_y层与所述碳层相邻的表面具有开口的孔隙结构，并且所述开口的孔隙结构的至少一部分被所述碳层填充；且

所述负极材料的比表面积为2-10cm²/g。

在另一个实施例中，本申请提供了一种制备负极材料的方法，所述方法包括：