一种硬碳负极材料、负极片和电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115939380A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202310068590.0(22)申请日2023.02.06(71)申请人珠海冠宇电池股份有限公司地址519180广东省珠海市斗门区井岸镇珠峰大道209号(72)发明人李晓航刘春洋李素丽(74)专利代理机构北京布瑞知识产权代理有限公司11505专利代理师尹晓杰(51)Int.Cl.H01M4/587(2010.01)H01M4/133(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书2页说明书10页附图2页(54)发明名称一种硬碳负极材料、负极片和电池(57)摘要本发明涉及负极片材料的技术领域，提供了一种硬碳负极材料，所述硬碳负极材料呈多微孔层状的微观结构，所述微孔的最可几孔径为0.35nm‑1.5nm，所述硬碳负极材料的微孔内水全部脱出时对应的温度范围为150‑450℃；在三电极全电池评价中，0.2C‑3C倍率充电时，所述硬碳负极材料50mV时的嵌锂/钠容量与总嵌锂/钠容量的比值α为12％‑85％。该硬碳负极材料应用于锂离子电池时，可以有效避免锂枝晶的生长，同时有效控制了嵌锂/钠前后负极材料的体积膨胀，从而降低正负极电压，改善高温循环。CN115939380ACN115939380A权利要求书1/2页1.一种硬碳负极材料，其特征在于，所述硬碳负极材料呈多微孔层状的微观结构，所述微孔的最可几孔径为0.35nm‑1.5nm，所述硬碳负极材料的微孔内水全部脱出时对应的温度范围为150‑450℃；在三电极全电池评价中，0.2C‑3C倍率充电时，所述硬碳负极材料50mV时的嵌锂/钠容量与总嵌锂/钠容量的比值α为12％‑85％。2.根据权利要求1所述的硬碳负极材料，其中，在三电极全电池评价中，以0.2C倍率充电时，所述硬碳负极材料50mV时的嵌锂/钠容量与总嵌锂/钠容量的比值α1为12％‑45％；和/或，以1C倍率充电时，硬碳负极材料50mV时的嵌锂/钠容量与总嵌锂/钠容量的比值α2为25％‑60％；和/或，以2C倍率充电时，硬碳负极材料50mV时的嵌锂/钠容量与总嵌锂/钠容量的比值α3为35％‑75％；和/或，以3C倍率充电时，硬碳负极材料50mV时的嵌锂/钠容量与总嵌锂/钠容量的比值α4为38％‑85％。3.根据权利要求2所述的硬碳负极材料，其中，在三电极全电池评价中，以0.2C倍率充电时，所述硬碳负极材料50mV时的嵌锂/钠容量与总嵌锂/钠容量的比值α1为20％‑38％；和/或，以1C倍率充电时，硬碳负极材料50mV时的嵌锂/钠容量与总嵌锂/钠容量的比值α2为30％‑55％；和/或，以2C倍率充电时，硬碳负极材料50mV时的嵌锂/钠容量与总嵌锂/钠容量的比值α3为40％‑62％；和/或，以3C倍率充电时，硬碳负极材料50mV时的嵌锂/钠容量与总嵌锂/钠容量的比值α4为42％‑78％。4.根据权利要求1所述的硬碳负极材料，其中，所述微孔的最可几孔径为0.4nm‑1.2nm；和/或，所述硬碳负极材料的微孔内水全部脱出时对应的温度范围为160‑400℃。5.根据权利要求1‑4中任一项所述的硬碳负极材料，其中，所述硬碳负极材料满足以下至少一种：(a)所述硬碳负极材料D50为0.3μm‑35μm，和/或；D100不超过100μm；(b)所述硬碳负极材料的比表面积为0.5‑80m2/g；(c)所述硬碳负极材料的振实密度为0.2‑1.11g/cm3。6.根据权利要求1‑4中任一项所述的硬碳负极材料，其中，所述硬碳负极材料满足以下至少一种：(i)所述硬碳负极材料的D50为3μm‑30μm，和/或；D100不超过90μm；(ii)所述硬碳负极材料的比表面积为0.8‑30m2/g；(iii)所述硬碳负极材料的振实密度为0.3‑1.0g/cm3。7.根据权利要求1‑4中任一项所述的硬碳负极材料，其中，所述硬碳负极材料在0.8V时的脱锂/钠容量记为A，在2V时的脱锂/钠容量记为B，所述A/B的比值为0.2‑0.9。8.一种负极片，其特征在于，所述负极片包括权利要求1‑7中任一项所述的硬碳负极材料。9.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1‑7中任一项所述的硬碳负极材料，或权利要求8所述的负极片。2CN115939380A权利要求书2/2页10.根据权利要求9所述的电池，其中，所述为锂电池时，由4.45V降至3V时的放电容量记为C锂，由4.45V降至2.5V时的放电容量记为D锂，所述C锂/D锂的比值为0.3‑0.9；和/或，所述电池为钠电池时，由4V降至3V时的放电容量为C钠，由4V降至2V时的放电容量为D钠，所述C钠/D钠的比值为0.5‑0.88。3CN11