(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111618643.9 (22)申请日 2021.12.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113991095 A (43)申请公布日 2022.01.28 (73)专利权人 安普瑞斯 （南京） 有限公司 地址 210006 江苏省南京市雨 花台区凤 展 路30号3幢1层101、 102、 10 3、 104室 (72)发明人 罗姝　李喆　王岑　张和宝　 查道松　连芸芸　叶兰　 (74)专利代理 机构 北京律和信知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11446 代理人 谢清萍　项荣 (51)Int.Cl. H01M 4/38(2006.01)H01M 4/36(2006.01) H01M 4/48(2010.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 4/13(2010.01) H01M 4/134(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (56)对比文件 CN 107293700 A,2017.10.24 CN 112018367 A,2020.12.01 CN 112968152 A,2021.0 6.15 CN 104051714 A,2014.09.17 CN 108461723 A,2018.08.28 审查员 王臻 (54)发明名称 负极活性材 料及其制备方法、 电极、 电池 (57)摘要 本发明提供了一种负极活性材料及其制备 方法、 电极、 电池。 该负极活性材料包括负极活性 物质颗粒； 负极活性物质颗粒包括硅氧化合物颗 粒、 嵌入硅氧化合物颗粒中的锂元素和碳膜层， 硅氧化合物颗粒包括内核和多孔壳层， 多孔壳层 表面部分或完全被碳膜层覆 盖。 本发明所提供用 于电池的负极活性材料在使用时具有效率高、 能 量密度高、 膨胀较小的电化学特性。 利用该种负 极活性材料制备的电池具有高能量密度和优异 的循环性能及较小的循环膨胀、 高温性能好等优 势。 权利要求书3页 说明书12页 附图4页 CN 113991095 B 2022.04.01 CN 113991095 B 1.一种用于电池的负极活性材 料， 其特征在于， 包括负极活性物质颗粒； 所述负极活性物质颗粒包括硅氧化合物颗粒、 嵌入所述硅氧化合物颗粒中的锂元素和 碳膜层， 所述硅氧化合物颗粒包括实心的内核和多孔壳层， 所述内核和所述多孔壳层在结 构上是连续的整体， 所述内核和所述多孔壳层均为嵌有锂元素的硅氧化合物， 所述多孔壳 层表面部分或完全被所述 碳膜层覆盖 。 2.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述负极活性材料的比表面积为 0.1‑15m2/g。 3.根据权利要求2所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述负极活性材料的比表面积为 0.3‑10m2/g。 4.根据权利要求3所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述负极活性材料的比表面积为 0.3‑6m2/g。 5.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述负极活性材料的相对比表面 积≤5； 将所述负极活性材料的比表面积定义为A， 将没有所述多孔壳层但其他结构与所述负 极活性材 料一致的含硅材 料的比表面积定义 为B， 所述相对比表面积即为A/B。 6.根据权利要求5所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述负极活性材料的相对比表面 积≤3。 7.根据权利要求6所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述负极活性材料的相对比表面 积≤2。 8.根据权利要求7所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述负极活性材料的相对比表面 积≤1.5。 9.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述负极活性物质颗粒的相对振 实密度D≥0.8； 将所述负极活性物质颗粒的振实密度定义为D1， 将没有所述多孔壳层但其他结构与所 述负极活性材 料一致的含硅材 料的振实密度定义 为D2， 相对 振实密度D=D1/D2。 10.根据权利要求9所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述负极活性物质颗粒的相对 振实密度D≥0.85 。 11.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述硅氧化合物颗粒中锂元素 含量为0.1‑20wt%。 12.根据权利要求11所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述硅氧化合物颗粒中锂元素 含量为2‑18wt%。 13.根据权利要求12所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述硅氧化合物颗粒中锂元素 含量为4‑15wt%。 14.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述硅氧化合物颗粒中硅元素 含量为30‑80wt%。 15.根据权利要求14所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述硅氧化合物颗粒中硅元素 含量为35‑65wt%。 16.根据权利要求15所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述硅氧化合物颗粒中硅元素 含量为40‑65wt%。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113991095 B 217.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述多孔壳层中硅元素的占比 高于所述内核中硅元 素的占比。 18.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述多孔壳层层中锂元素的占 比低于所述内核中锂元 素的占比。 19.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述硅氧化合物颗粒的中值粒 径为0.2‑20 μm。 20.根据权利要求19所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述硅氧化合物颗粒的中值粒 径为1‑15 μm。 21.根据权利要求20所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述硅氧化合物颗粒的中值粒 径为3‑13 μm。 22.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述负极活性物质颗粒还包含 有单质硅纳米颗粒， 分散于所述负极活性物质颗粒内的单质硅纳米颗粒的中值粒径在0.1 ‑ 35nm之间。 23.根据权利要求22所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述单质硅纳米颗粒的中值粒 径为0.5‑20nm。 24.根据权利要求23所述的负极活性材料， 其特征在于， 单质硅纳米颗粒的中值粒径为 1‑15nm。 25.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述碳膜层的厚度为0.001 ‑5μ m。 26.根据权利 要求25所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述碳膜层的厚度为0.005 ‑2 μ m。 27.根据权利要求26所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述碳膜层的厚度为0.01 ‑1μ m。 28.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述碳膜层在所述负极活性物 质颗粒的占比为0.01 ‑20wt%。 29.根据权利要求28所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述碳膜层在所述负极活性物 质颗粒的占比为0.1 ‑15wt%。 30.根据权利要求29所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述碳膜层在所述负极活性物 质颗粒的占比为1 ‑12wt%。 31.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述碳膜层在所述多孔壳层表 面的覆盖率≥95%。 32.根据权利要求31所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述碳膜层在所述多孔壳层表 面的覆盖率≥98%。 33.根据权利要求1所述的负极活性材料， 其特征在于， 还包括包覆层， 所述包覆层包括 有机化合物和/或金属含氧化 合物， 所述 碳膜层表面部分或完全被所述包覆层覆盖 。 34.根据权利要求33所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述金属含氧化合物为金属和 磷的复合氧化物。 35.根据权利要求34所述的负极活性材料， 其特征在于， 所述金属包含锂、 钛、 镁、 铝、 锆、 钙、 锌中的一种或多种。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113991095 B 3