[发明专利]改性石墨材料及其制备方法、负极片、电池及用电装置

说明书

本发明涉及一种改性石墨材料及其制备方法、负极片、电池及用电装置，该改性石墨材料在25℃±5℃时的水接触角θ≤140°；所述改性石墨材料表面含有的氧元素在所述改性石墨材料表面的质量占比为T，T满足：T≥3wt％。该改性石墨材料应用于制备电池时，改性石墨材料之间及其与粘结剂之间能保持良好的粘结性，从而提高负极片的压实密度，进而能提高电池的整体能量密度。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种改性石墨材料及其制备方法、负极片、电池及用电装置。

背景技术

锂离子电池等二次电池因其清洁和可再生的特点得到日益广泛的应用，主要依靠锂离子等活性离子在正极和负极之间传输移动来产生电能，充电时，锂离子等活性离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，放电时则相反。

近年来，随着新能源行业的快速发展，人们对电动汽车、电动自行车等新能源交通工具的需求越来大，对其性能要求也越来越高，而二次电池是电动汽车的重要动力来源，因此，人们对二次电池的能量密度的要求也越来越高。

随着需求的提升，传统的二次电池的能量密度越来越难以满足人们的需求，有待进一步改进。

发明内容

基于此，有必要提供一种改性石墨材料及其制备方法、负极片、电池及用电装置，旨在提高二次电池的能量密度。

本申请是通过如下的技术方案实现的。

本申请的第一方面，提供一种改性石墨材料，其特征在于，所述改性石墨材料在25℃±5℃时的水接触角θ≤140°；

所述改性石墨材料表面含有的氧元素在所述改性石墨材料表面的质量占比为T，T满足：T≥3wt％。

上述改性石墨材料中，一方面，改性石墨材料表面的氧元素的质量占比≥3wt％，氧元素可以增加石墨颗粒间的粘结能力，另一方面，水接触角θ≤140°，使改性石墨材料保持与粘结剂良好的粘结能力，如此，将改性石墨材料应用于制备二次电池时，改性石墨材料之间及其与粘结剂之间能保持良好的粘结性，从而提高负极片的压实密度，进而能提高电池的整体能量密度。

在其中一些实施例中，所述改性石墨材料在25℃±5℃时的水接触角θ满足：130°≤θ≤140°；

可选地，130°≤θ≤135°。

进一步调控改性石墨材料的在25℃±5℃时的水接触角θ保持在特定的范围内，使之在保持与粘结剂之间优异的粘结能力的同时，有效提升其在电解液中的浸润性，从而改善负极极片与电解液的相容性，提升锂离子等活性离子在负极的传输能力，进一步提高电池的能量密度。

在其中一些实施例中，T满足：3％≤T≤5％；

可选地，3％≤T≤4％。

在其中一些实施例中，在所述改性石墨材料表面，氧元素和碳元素的质量比为O/C，O/C满足：O/C≥0.03，可选为0.03≤O/C≤0.06。

改性石墨材料表面的氧元素含量会提升改性石墨材料的亲水性，进一步调整改性石墨材料表面的质量占比，在进一步增加石墨颗粒间的粘结能力的同时，降低改性石墨材料的水接触角，进一步提升改性石墨材料与粘结剂之间的粘结能力。

在其中一些实施例中，所述改性石墨材料表面为所述改性石墨材料与气体或真空的界面层，所述界面层的厚度为0.1nm～10nm；

可选地，所述界面层的厚度为5nm～10nm。

在其中一些实施例中，所述改性石墨材料表面含有的氧元素在所述改性石墨材料表面的质量占比采用X射线光电子能谱仪测试。

在其中一些实施例中，在所述改性石墨材料表面，所述氧元素与所述改性石墨材料表面的碳元素键合形成官能团，所述官能团包括C-O和C＝O中的至少一种。