[發(fā)明專利]充電鋰電池用負(fù)極活性材料、其電極、電池和該材料的制備法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00132906.5
• 申請(qǐng)日: 2000-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN1301048A
• 公開（公告）日: 2001-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松原惠子;津野利章;尹相榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星SDI株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/58;H01M10/38
• 代理公司: 柳沈知識(shí)產(chǎn)權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 范明娥

本申請(qǐng)基于2000年9月28日在日本工業(yè)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)的平11-275381申請(qǐng)，此處結(jié)合引用該申請(qǐng)的內(nèi)容。

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及可再充電鋰電池用負(fù)極活性材料、可再充電鋰電池用電極、可再充電鋰電池和制備可再充電鋰電池用負(fù)極活性材料的方法，更具體地，本發(fā)明涉及包含顆粒聚結(jié)物(particle-agglomerated?product)的可再充電鋰電池用負(fù)極活性材料。

小型、輕量的和高性能的電子器件的發(fā)展激發(fā)了對(duì)高容量充電電池的需求。

眾所周知，理論容量為372mAh/g的石墨比其他負(fù)極活性材料具有更高的容量。為了增加可再充電鋰電池的容量，已經(jīng)開始研究比石墨容量更高的新型負(fù)極活性材料。這種研究在于發(fā)展不同于石墨的新型材料，或包含石墨芯的混合材料。

錫化合物通常被考慮作為替代石墨的負(fù)極活性材料。錫化合物中的錫可與鋰形成比石墨放電容量更高的合金是公知的。

然而與石墨比較，錫化合物的初始充電和放電效率較低、放電曲線平直度差和充電和放電循環(huán)特性差。這些缺點(diǎn)使得在可再充電鋰電池中很難使用錫化合物作為負(fù)極活性材料，但使用錫化合物的嘗試還在繼續(xù)，因?yàn)樗鼈兙哂斜仁蟮某潆姾头烹娙萘康牟豢珊鲆暤膬?yōu)點(diǎn)。人們期望當(dāng)錫化合物與石墨混合時(shí)可得到奇妙的負(fù)極活性材料。

最近，已經(jīng)提出一種石墨與錫化合物混合的負(fù)極活性材料。該負(fù)極活性材料可致密地涂覆在電極上，因?yàn)槭哂衅瑺罱Y(jié)構(gòu)，使得到的電極對(duì)電解質(zhì)的可潤(rùn)濕性低，這樣充電和放電反應(yīng)就由于石墨而不易于進(jìn)行。

發(fā)明概要

本發(fā)明的目的是提供一種具有高充放電容量、高充放電效率、良好的放電曲線平直度、良好的充放電循環(huán)特性和高堆積密度的可再充電鋰電池用負(fù)極活性材料。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備可再充電鋰電池用負(fù)極活性材料的方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用該負(fù)極活性材料的電極。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用該負(fù)極活性材料的可再充電鋰電池。

這些和其他目的可通過包含顆粒聚結(jié)物的可再充電鋰電池用負(fù)極活性材料而實(shí)現(xiàn)。顆粒聚結(jié)物包括可嵌入其中或從中脫出鋰的含碳材料，和能與鋰形成合金的無定形金屬化合物。

本發(fā)明提供了包含負(fù)極活性材料的可再充電鋰電池用負(fù)電極和包含負(fù)極活性材料的可再充電鋰電池。

本發(fā)明還提供了制備可再充電鋰電池用負(fù)極活性材料的方法。在該方法中，加入脂肪酸金屬鹽，并與含碳材料聚結(jié)，以制備聚結(jié)前體，然后將聚結(jié)前體進(jìn)行熱處理，使脂肪酸金屬鹽轉(zhuǎn)化為無定形金屬化合物，并制備顆粒聚結(jié)物。

附圖描述

對(duì)本發(fā)明以及其伴隨的許多優(yōu)點(diǎn)更完整的理解，將隨著參照下列結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述而變得更清楚，其中：

圖1表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的可再充電鋰電池的剖面圖；

圖2表示實(shí)施例1的負(fù)極活性材料的X-衍射分析結(jié)果曲線圖；

圖3表示實(shí)施例2的負(fù)極活性材料的X-衍射分析結(jié)果曲線圖；

圖4是實(shí)施例3的負(fù)極活性材料的電子顯微鏡照片；

圖5是圖4的放大照片；

圖6分別表示用于實(shí)施例1和比較例1的測(cè)試電池在第一循環(huán)的充電和放電結(jié)果的曲線圖；

圖7分別表示用于實(shí)施例2的測(cè)試電池在第一循環(huán)的充電和放電結(jié)果的曲線圖；

圖8分別表示用于比較例3的測(cè)試電池在第一循環(huán)的充電和放電結(jié)果的曲線圖。

發(fā)明詳述

本發(fā)明提供了包含顆粒聚結(jié)物的負(fù)極活性材料。該顆粒聚結(jié)物包括可嵌入其中或從中脫出鋰的含碳材料，和能與鋰形成合金的無定形金屬化合物。

優(yōu)選的是無定形金屬化合物部分涂覆在顆粒聚結(jié)物上。

另外，優(yōu)選的是無定形金屬化合物包含在顆粒聚結(jié)物中。

顆粒聚結(jié)物的平均直徑優(yōu)選為6～40μm。

理想的是顆粒聚結(jié)物包括粘合劑。

本發(fā)明可再充電鋰電池用負(fù)極活性材料包括能與鋰形成合金的金屬。該金屬是選自Sn、Ag、Fe、Pd、Pb、Al、Si、In、Ni、Cu、Co、Zn和Cd中的一種或兩種以上金屬。