[发明专利]石墨材料、二次电池和电子装置

说明书

本申请提供一种石墨材料、二次电池和电子装置，该石墨材料的结晶度K为2.5至7.0；其中，K＝A₀₀₂/A₁₁₁，且K是通过X射线衍射法对加入25wt％硅粉标准样品的石墨材料进行测试得到的石墨材料(002)的峰面积和硅(111)的峰面积之比，所述石墨材料的排列度I为2.0至4.0；所述石墨材料的振实密度为TD g/cm³，TD≥0.86，且满足以下关系：3×TD≤K≤6×TD+1.0。本申请的二次电池包括负极极片；其中，该负极极片包括本申请所述的石墨材料，负极极片结构稳定，副反应少。当该负极极片应用在二次电池中时，电池厚度增长率小、容量保持率和循环性能高。

技术领域

本申请属于二次电池技术领域，具体地涉及一种石墨材料以及使用该石墨材料的二次电池和电子装置。

背景技术

近年来大屏幕智能手机的出现已经改变人们的生活方式。现在大家对手机的依赖不止是通讯，采用手机进行购物，游戏、社交、娱乐的场景也都加入其中。这就要求手机电池在出厂和使用过程中厚度的膨胀不能过大。降低负极极片的膨胀，可减薄电池的厚度，是提高电池体积能量密度重要方法之一。

移动互联网的持续发展对作为电源的二次电池提出更高的要求，对手机电池的续航能力提出了进一步的需求，研发具有更高体积能量密度的二次电池显得尤为迫切。

发明内容

为了克服上述缺陷，本申请提供一种石墨材料，其具有较高的能量密度的同时具有较低的膨胀率。

本申请的一方面提供一种石墨材料，所述石墨材料的结晶度K为2.5至7.0；其中，K＝A₀₀₂/A₁₁₁，且K是通过粉末X射线衍射法对加入25wt％硅粉标准样品的石墨材料进行测试得到的石墨材料(002)面的峰面积与硅(111)面的峰面积之比；

石墨材料的排列度I为2.0至4.0；

石墨材料的振实密度为TD g/cm³，TD≥0.86，且与K之间满足以下关系：3×TD≤K≤6×TD+1.0。

在上述方案中，为了兼顾石墨材料的加工性，二次电池的能量密度、循环膨胀及变形，申请人发现：将石墨材料的结晶度在2.5至7.0的范围内、石墨材料的排列度I限定为2.0至4.0以及石墨材料结晶度K满足公式：3×TD≤K≤6×TD+1.0时，既可以保证二次电池具有较高的能量密度，也可以尽量降低二次电池的膨胀率，使得二次电池的能量密度及循环膨胀控制在合适的范围。而且，石墨材料具有优异的加工性能。

其中，石墨材料的结晶度K的值较大时，二次电池的能量密度较高，二次电池的膨胀率(也称电池厚度增长率)会增大。反之，当石墨材料结晶度K的值较小时，二次电池中发挥出的能量密度低，二次电池膨胀率低，二次电池变形小。当结晶度在2.5至7.0的范围内时，既可以保证二次电池具有较高的能量密度，也可以尽量降低二次电池的膨胀率。

其中，I＝I_C/I_Si为排列度，通过粉末X射线衍射法(XRD)对石墨粉末(加入25wt％硅粉末标准样品，例如上海国药金属硅粉200目)进行测试，可获得石墨材料(002)面的峰强度和硅(111)面的峰强度，其强度比值I₍₀₀₂)/I₍₁₁₁₎即为I。石墨材料的排列度I的值可以反映石墨材料颗粒的整体取向度，I的值较大时，石墨材料颗粒整体的取向度相对较高，颗粒内部排布规整，在二次电池进行嵌锂(即，二次电池放电过程)时较困难，二次电池循环膨胀较大；I的值较小时，石墨材料颗粒整体的取向度较低，颗粒内部排布较凌乱，在二次电池进行嵌锂(即，二次电池放电过程)时较容易，二次电池循环膨胀小；因此I的值限定为2.0至4.0，在此范围内二次电池具有较高的能量密度的同时具有降低二次电池膨胀率。