[发明专利]负极材料及包含其的电化学装置和电子设备

说明书

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及负极材料及包含其的电化学装置和电子设备。本申请提供一种负极材料，其包含碳质活性材料，通过观察SEM图像，在80μm×100μm区域，所述碳质活性材料包括具有孔的碳质颗粒；所述负极材料满足以下条件(A)或(B)：(A)所述孔的长度最长的方向为孔的最大直径Y，单个碳质颗粒孔最大直径Y的范围满足0.3μm≤Y≤2.0μm，且碳质颗粒的孔最大直径平均值X满足0.6μm≤X≤1.5μm；(B)包含孔数量N≤2的碳质颗粒的数量占所述区域碳质颗粒总数量的比例为≤60％，包含孔数量3≤N≤5的碳质颗粒的数量占所述区域碳质颗粒总数量的比例为≤30％。本申请的负极材料可以改善电化学装置的倍率性能，提升低温充放电性能，可以改善低温析锂。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，更具体地，涉及一种负极材料及包含其的电化学装置和电子设备。

背景技术

随着电化学装置比如锂离子电池动力市场的不断扩大，对电池的性能要求也一直不断提升，比如不仅要求电池轻便，而且还要求电池具有良好的低温充放电性能。以电动车或电动工具为例，其应用场景非常广泛，使得其使用工况也复杂多样，在低温条件下工作是难以避免的，因而需要其所使用的电池具有良好的低温放电性能，且低温充电也需要满足较高倍率下充电不析锂，这两者结合起来可使锂离子电池在低温工况下更有效的工作。因此，为了满足市场需求，需要开发出动力学优异的负极材料，以改善或提升锂离子电池在低温条件下工作的能力。

通常，通过采用减小石墨粒度来缩短锂离子的嵌锂路径的方式，或通过对负极材料进行直接包覆处理的方式，来达到改善或提高负极材料动力学的目的。然而，这两种方式会对负极材料的能量密度造成损失，包括压实密度，克容量等，且成本较高。

发明内容

本申请实施例提供了一种负极材料，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电化学装置和电子设备。本申请实施例的负极材料具有较高的低温放电倍率性能与低温充电能力，从而可以改善电化学装置的低温工作性能。

根据本申请的第一方面，提供一种负极材料，通过观察SEM图像，在80μm×100μm区域，该区域可以通过SEM观察后选取，所述碳质活性材料包括具有孔的碳质颗粒；所述负极材料满足以下条件；所述孔的长度最长的方向为孔的最大直径Y，所述孔满足以下条件(A)或(B)：(A)单个碳质颗粒孔最大直径Y的范围满足0.3μm≤Y≤2.0μm，且碳质颗粒的孔最大直径平均值X满足0.6μm≤X≤1.5μm；(B)包含孔数量N≤2的碳质颗粒的数量占所述区域碳质颗粒总数量的比例为≤60％，包含孔数量3≤N≤5的碳质颗粒的数量占所述区域碳质颗粒总数量的比例为≤30％。

在本申请的一些实施例中，所述具有孔的碳质颗粒的中值粒径Dv50与所述Y满足以下关系：Dv50≥5Y，其中Dv50的单位为μm。

在本申请的一些实施例中，所述孔满足条件(a)或(b)中的至少一种：所述孔的最大直径Y与所述孔最大直径平均值X满足以下关系：Y-X≤1.0μm；(b)单个具有孔的碳质颗粒中，相邻两个所述孔之间的距离L≤8.0μm。

在本申请的一些实施例中，所述孔包括通孔或盲孔中的至少一种。

在本申请的一些实施例中，所述碳质活性材料满足条件(c)至(e)中的至少一种：(c)所述碳质活性材料在5t压力下的压实密度CD g/cm³,CD≤1.85；(d)所述碳质活性材料的克容量Cap mAh/g，Cap≥340，所述Cap与所述碳质活性材料在5t压力下的压实密度CD g/cm³的数值满足Cap≤350-50×(1.90-CD)；(e)所述碳质活性材料的粒径分布满足Dv99≤3.5×Dv50。