本發明涉及一種負極材料、電化學裝置和電子設備。

背景技術：

1、鈉離子電池因其成本相對鋰離子電池較低、能量密度相對鉛酸電池較高，在兩輪車、低速車、儲能等領域具有潛在的應用價值。但目前鈉離子電池相對成熟度較低，在能量密度、倍率性能等方面仍存在較大的改善空間。

2、目前商業化的鈉離子電池負極主要使用的是硬碳材料，其具有克容量高、成本低、低溫性能好等優點。但硬碳材料存在較多的孔結構，層間距較大，導致其壓實密度偏低，另外，硬碳在低電壓儲鈉時主要靠孔填充完成，具有比較大的析鈉風險，從而導致硬碳在用作鈉離子電池負極材料時，其能量密度偏低且倍率性能較差。因此，如何提高硬碳材料的壓實密度和動力學性能以提升其能量密度和倍率性能，成為目前硬碳負極開發的重點工作之一。

技術實現思路

1、為了解決現有技術中鈉離子電池用的負極材料存在的能量密度偏低且倍率性能較差等缺陷，本發明提供了一種負極材料、電化學裝置和電子設備。含有本發明負極材料的電化學裝置具有較高的能量密度和優異的倍率性能。

2、第一方面，本發明提供了一種負極材料，其包括無定型碳和碳基添加劑；其中，所述無定型碳包含硬碳，所述無定型碳與所述碳基添加劑的維度匹配度為w，所述w滿足：3.5≤w≤4.5；其中，所述w按如下公式計算：w＝2(d90-d10)/d50+d；

3、其中，d10、d50和d90表示所述無定型碳的粒徑；

4、d表示所述碳基添加劑的維度，d為0、1、2或3。

5、第二方面，本發明提供了一種電化學裝置，其包括負極片，所述負極片包括集流體層和位于所述集流體層上的負極材料層，所述負極材料層包括如前所述的負極材料。

6、第三方面，本發明提供了一種電子設備，其包括如前所述的電化學裝置。

7、本發明的積極進步效果在于：

8、本發明提供一種具有特定維度匹配度w的負極材料，通過控制負極材料中無定型碳的粒徑分布和碳基添加劑的維度，使碳基添加劑在無定型碳表面和顆粒間形成均一、穩定的三維導電子和導離子網絡；進一步地，通過調整碳基添加劑的平均粒徑d50’和無定型碳的d50的比值，從而顯著提升了電化學裝置的能量密度和倍率性能。

技術特征：

1.一種負極材料，其特征在于，其包括無定型碳和碳基添加劑；其中，所述無定型碳包含硬碳，所述無定型碳與所述碳基添加劑的維度匹配度為w，所述w滿足：3.5≤w≤4.5；其中，所述w按如下公式計算：w＝2(d90-d10)/d50+d；

2.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料滿足：0.001≤d50’/d50≤0.1，其中，d50表示所述無定型碳的粒徑；d50’表示所述碳基添加劑的平均粒徑。

3.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述碳基添加劑的用量為0.1wt％-10wt％，百分比為所述碳基添加劑占所述無定型碳的重量百分比。

4.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述碳基添加劑滿足以下任一種條件：

5.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料包括：無定型碳和導電炭黑；所述負極材料滿足：0.001≤d50’/d50≤0.05；

6.如權利要求1所述的負極材料，其特征在于，所述負極材料包括：無定型碳和薄層石墨烯，其中，所述薄層石墨烯的層數為3；所述負極材料滿足：0.001≤d50’/d50≤0.02；

7.一種電化學裝置，其包括負極片，其特征在于，所述負極片包括集流體層和位于所述集流體層上的負極材料層，所述負極材料層包括如權利要求1-6中任一項所述的負極材料。

8.如權利要求7所述的電化學裝置，其特征在于，所述負極材料層中，所述負極材料的含量為80.0wt％-99.9wt％，百分比為負極材料占負極材料層的重量百分比。

9.如權利要求7所述的電化學裝置，其特征在于，所述電化學裝置為鈉離子電池。

10.一種電子設備，其特征在于，其包括如權利要求7-9中任一項所述的電化學裝置。

技術總結
本發明公開了一種負極材料、電化學裝置和電子設備。該負極材料包括無定型碳和碳基添加劑；其中，所述無定型碳包含硬碳，所述無定型碳與所述碳基添加劑的維度匹配度為W，所述W滿足：3.5≤W≤4.5；所述W按如下公式計算：W＝2(d90?d10)/d50+D；其中，d10、d50和d90表示所述無定型碳的粒徑；D表示所述碳基添加劑的維度，D為0、1、2或3。含有本發明負極材料的電化學裝置具有較高的能量密度和優異的倍率性能。

技術研發人員：劉永興,孫化雨
受保護的技術使用者：遠景睿泰動力技術（上海）有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28