本技术涉及储能领域，具体涉及一种负极活性材料、二次电池和电子装置。
背景技术：
1、随着二次电池市场不断扩大，对其性能要求也在一直不断提升，其中循环性能就是一个重要的指标，尤其是电动汽车、储能装置等对于循环性能要求极高。考虑到实际工作环境与工作特点，循环性能对于电动汽车与储能装置的使用寿命至关重要。为了满足市场需求，需要开发出循环性能优异的负极活性物质及其所组成的负极极片，从而提升二次电池的循环性能。现有技术改善循环性能的方式主要包括减小活性物质粒度和在活性物质表面包覆非晶碳，但这两种方式不仅对负极活性物质的能量密度损失较大，还会降低二次电池的效率。
技术实现思路
1、鉴于现有技术存在的上述问题，本技术提供一种负极活性材料及包括该负极活性材料的二次电池，以提高碳基材料表面sei膜的质量，进而提升二次电池的循环性能。
2、在第一方面，本技术提供一种负极活性材料，其包括碳基材料，该碳基材料表面包括钠元素和氧元素，钠元素的原子百分比为x，氧元素的原子百分比为y，其中，y/x≥3.0，x和y通过x射线能谱分析仪测试得到。具体地，通过以下测试方法测试x和y：在用扫描电子显微镜观察该碳基材料的情况下，选取扫描电子显微镜视野中的任意100μm×100μm区域，对该区域进行x射线能谱分析仪面扫描测试(eds)钠元素和氧元素含量，得到x和y。本技术碳基材料表面具有钠元素与氧元素，当碳基材料用作负极活性材料时，钠元素与氧元素是sei膜的组成元素，会影响颗粒表面sei膜的热稳定性，且两种元素的含量对sei的热稳定性具有一定的交互作用。钠元素有助于碳基材料表面sei膜的形成，能够有效改善sei膜的质量，进而提升二次电池的循环性能，但过多的钠元素会使得sei膜过厚，反而不利于循环性能的提升。氧元素是sei膜的必要组分，但其含量过高时，会导致副反应增加，进而影响二次电池的存储性能与循环性能。本技术通过将钠元素和氧元素的含量控制在上述范围，能够有效提升sei膜的质量，进而使得二次电池表现出优异的循环性能。在一些实施方式中，3.5≤y/x≤15。
3、在一些实施方式中，0.2％≤x≤4.0％。在一些实施方式中，钠元素的质量含量为m，0.4％≤m≤9.0％。本技术中通过以下测试方法测试m：在用扫描电子显微镜观察该碳基材料，选取扫描电子显微镜视野中的任意100μm×100μm区域，对该区域进行eds面扫描测试钠元素含量，得到m。钠元素主要用于构建sei膜的无机组分，因此钠元素的质量占比不宜太小。但钠元素含量过大时，会影响到sei膜中有机组分的含量，导致有机组分含量减少，使得sei膜脆性增加，弹性下降，进而使得sei膜在循环过程中容易由于碳基材料的膨胀会破裂，从而影响二次电池的循环性能。在一些实施方式中，3％≤m≤6％。在一些实施方式中，0.3％≤x≤2.5％。
4、在一些实施方式中，2.0％≤y≤15.0％。氧元素是sei膜的必要组分，但其含量过高时，会导致副反应增加，进而影响二次电池的存储性能与循环性能。在一些实施方式中，3.0％≤y≤12.0％。
5、在一些实施方式中，碳基材料满足：bet/(y×100)≤0.7，其中，bet m2/g表示碳基材料的比表面积。碳基材料的比表面积会受到其表面氧元素含量的影响，bet过大会增加二次电池循环过程中的副反应，从而影响循环性能。本技术通过使得bet与氧元素含量满足关系式bet/(y×100)≤0.7，可以保证在氧元素含量较大时，bet能保持在较低水平。在一些实施方式中，0.2≤bet/(y×100)≤0.6。
6、在一些实施方式中，碳基材料满足：25≤dv99-dv10≤55，其中，dv99表示碳基材料在体积基准的粒度分布中，体积累积99％的粒径，单位为μm，dv10表示碳基材料在体积基准的粒度分布中，体积累积10％的粒径，单位为μm。dv99-dv10的值与碳基材料的粒度分布有关，dv99-dv10在上述范围内可以保证颗粒分布较窄，不易出现小颗粒与大颗粒过多的情况，进而有利于提升二次电池的循环性能与加工性能。碳基材料中小颗粒数量过多时，会增加副反应，影响二次电池的循环性能；大颗粒数量过多时，会影响加工性能，可能导致负极极片产生凸点等外观不良，严重的还可能导致点状析锂。在一些实施方式中，30≤dv99-dv10≤40。
7、在一些实施方式中，采用热重测试，在25℃至400℃的温度范围内，碳基材料的失重率为0.2％至5％。碳基材料在400℃时的失重率可以代表碳基材料表面修饰物质的含量，而表面修饰物质的含量又会影响到后续化成过程sei膜的形成质量。失重率过低，即修饰物质含量太少时，起不到提升sei膜热稳定性的效果。在一些实施方式中，采用热重测试，在25℃至400℃的温度范围内，所述碳基材料的失重率为0.5％至2.5％。
8、在一些实施方式中，碳基材料的5t粉末压实密度pd满足：1.5g/cm3≤pd≤2.5g/cm3。碳基材料作为负极活性材料时的压实密度与二次电池的能量密度和动力学有关，压实密度较低时，极片的压实密度也较低，相应的二次电池的能量密度也会降低。压实密度过高时，会降低二次电池的动力学性能，影响其大倍率下的电性能。在一些实施方式中，1.65g/cm3≤pd≤1.95g/cm3。
9、在一些实施方式中，碳基材料的oi值为5至18。碳基材料的oi值表示其颗粒中晶体的取向度一致性。oi值较大时，意味着其晶体取向度一致性高，锂离子在活性颗粒中的脱嵌方向较为单一，会导致脱嵌锂困难，严重的会导致析锂，从而降低二次电池的循环性能。在一些实施方式中，碳基材料的取向度oi为6至13。
10、在一些实施方式中，碳基材料包括石墨。在一些实施方式中，石墨包括天然石墨和人造石墨中的一种或多种。
11、在一些实施方式中，碳基材料的制备方法包括以下步骤：
12、s1：提供石墨复合材料；
13、s2：将石墨复合材料与氧化剂混合后进行氧化处理，得到氧化后的石墨复合材料；
14、s3：将氧化后的石墨复合材料与含氧钠盐混合，得到碳基材料。
15、在一些实施方式中，s2中，氧化剂选自硝酸(hno3)溶液。在一些实施方式中，硝酸溶液的浓度为2mol/l至5mol/l。
16、在一些实施方式中，s3中，含氧钠盐选自包含氧元素的无机钠盐或者包含氧元素的有机钠盐中的至少一种。在一些实施方式中，含氧钠盐中包括碳元素。在一些实施方式中，含氧钠盐选自碳酸钠、碳酸氢钠或聚丙烯酸钠中的至少一种。
17、在一些实施方式中，提供石墨复合材料包括以下步骤：
18、s1：将石墨原料进行粉碎，例如粉碎至dv50为9μm至11μm；
19、s2：将粉碎后的原料进行预碳化处理；
20、s3：将预碳化处理后的产物与沥青混合、造粒；
21、s4：将造粒后的产物进行石墨化处理，得到石墨复合材料。
22、在一些实施方式中，碳基材料的制备方法包括：将人造石墨原料进行粉碎，将粉碎后的原料进行预碳化处理，处理完成后添加沥青进行造粒，造粒完成后再进行高温石墨化处理，得到石墨复合材料。将石墨复合材料进行表面修饰处理(具体包括首先经过氧化处理，然后将氧化处理后的石墨复合材料与含氧钠盐进行混合球磨处理)，得到碳基材料。
23、在第二方面，本技术提供了一种二次电池，其包括负极极片，负极极片包括负极活性材料层，其中，负极活性材料层包括第一方面的负极活性材料。
24、在一些实施方式中，负极极片的压实密度cd满足：1.3g/cm3≤cd≤1.8g/cm3。负极极片的压实密度会影响二次电池的能量密度与动力学性能。当负极极片的压实密度过低时，二次电池的能量密度较低，同时负极活性材料颗粒在负极集流体上的附着力变差，可能会引起负极活性材料脱模，进而降低二次电池的循环性能。当负极极片的压实密度过高时，负极极片的电解液浸润性会明显降低，二次电池的动力学也会降低，二次电池在循环过程中容易发生析锂，进而导致其循环性能降低。在一些实施方式中，1.45g/cm3≤cd≤1.75g/cm3。
25、在一些实施方式中，负极极片的oi值为5至20。负极极片的oi值代表负极极片上负极活性材料颗粒的排列取向度。当负极极片的oi值过小时，表明负极活性材料颗粒在负极集流体表面排列混乱，无明显取向度，容易导致负极活性材料脱模等情况的发生。当负极极片的oi值过大时，表明负极活性材料颗粒在负极集流体上排列整齐，取向度高，但是会影响到锂离子的脱嵌，进而影响二次电池的倍率性能。在一些实施方式中，负极极片的oi值为7至18。
26、在一些实施方式中，负极极片的id/ig满足：0.1≤id/ig≤0.6，其中，id表示负极极片的拉曼光谱中1350cm-1峰的强度，ig表示负极极片的拉曼光谱中1580cm-1峰的强度。id/ig值表示负极极片的缺陷水平，id/ig过大时，负极极片的缺陷程度过高，会增加副反应，影响二次电池的循环性能。id/ig过小时，负极极片的缺陷程度低，不利于二次电池的动力学性能。在一些实施方式中，0.2≤id/ig≤0.5。
27、在一些实施方式中，二次电池满足高温45℃循环300圈后容量保持率≥90％。
28、在第三方面，本技术提供了一种电子装置，其包括第二方面的二次电池。
29、本技术通过将碳基材料表面的钠元素和氧元素的含量控制在一定范围内，能够有效提升sei膜的质量，进而使得二次电池表现出优异的循环性能。
1.一种负极活性材料，其包括碳基材料，所述碳基材料表面包括钠元素和氧元素，所述钠元素的原子百分比为x，所述氧元素的原子百分比为y，其中，y/x≥3.0，所述x和y通过x射线能谱分析仪测试得到。
2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，0.2％≤x≤4.0％；和/或2.0％≤y≤15.0％。
3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，3.5≤y/x≤15。
4.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，0.3％≤x≤2.5％；和/或3.0％≤y≤12.0％。
5.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述碳基材料满足：bet/(y×100)≤0.7，其中，betm2/g表示所述碳基材料的比表面积；和/或
6.根据权利要求5所述的负极活性材料，其中，0.2≤bet/(y×100)≤0.6；和/或3％≤m≤6％。
7.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述碳基材料满足如下条件(i)至(iv)中的至少一者：
8.根据权利要求7所述的负极活性材料，其中，所述碳基材料满足如下条件(v)至(viii)中的至少一者：
9.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述碳基材料包括石墨。
10.一种二次电池，其包括负极极片，所述负极极片包括负极活性材料层，其中所述负极活性材料层包括权利要求1-9中任一项所述的负极活性材料。
11.根据权利要求10所述的二次电池，其中，所述负极极片满足如下条件(ix)至(xi)中的至少一者：
12.根据权利要求11所述的二次电池，其中，所述负极极片满足如下条件(xii)至(xiv)中的至少一者：
13.一种电子装置，包括权利要求10-12中任一项所述的二次电池。
