[發明專利]用于能量存儲裝置的負極和能量存儲裝置

無效

• 申請號: 201110006876.3
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN102237509A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 沈揆允;賈福鉉
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/62;H01G9/058;H01G9/042
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;李娜娜

技術領域

本公開涉及一種用于能量存儲裝置的負極和一種包括該負極的能量存儲裝置。

背景技術

基于電化學反應的能量存儲裝置包括兩個電極、傳輸離子的電解質和分隔件。

能量存儲裝置的電化學反應大多數是在電極的表面上發生的表面反應以及不均勻的反應。可以將該反應分為物質轉移反應、非法拉第反應或法拉第反應，在物質轉移反應中，從電解質解離的化學物質轉移到電極的表面，非法拉第反應為吸附/解吸附反應，其中轉移的化學物質在電極的表面上形成被稱作雙電層的層，法拉第反應為電子轉移反應，其中電子被直接接收并氧化(或還原)。在使用前面的反應的能量存儲器中，有超級電容器(或雙電層電容器)。至于使用后面的反應的能量存儲器，有鋰可充電電池。

為了克服現有的超級電容器的容量限制，正在開發將鋰金屬氧化物(通常用作鋰可充電電池的正極活性材料)用于超級電容器的正極的混合電容器，還有研究人員正在研究通過將活性碳(即，用于超級電容器的正極的材料)運用到電極來提高鋰可充電電池的輸出特性。這樣的研究的示例包括第2003-077458號和第2001-351688號日本專利特許公布。對于提高能量存儲裝置的容量的研究仍在繼續。

發明內容

本公開的示例實施例提供了一種用于能量存儲裝置的負極和一種包括該負極的能量存儲裝置。

本公開的另一實施例提供了一種用于能量存儲裝置的負極，所述負極包括負極活性材料和添加劑，所述添加劑包括陶瓷核和設置在所述陶瓷核的表面上的碳。

本公開的又一實施例提供了一種能量存儲裝置，所述能量存儲裝置包括含有正極活性材料的正極、負極和電解質。

根據本公開的實施例，一種用于能量存儲裝置的負極包括負極活性材料和添加劑，所述添加劑包括陶瓷核和設置在所述陶瓷核的表面上的碳。

所述陶瓷核可以包括含有在低于大約1V下不與鋰反應的氧化物的多于一種的陶瓷。所述陶瓷的示例可以包括SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂或它們的組合。

所述碳可以選自于由結晶碳、非晶碳和它們的組合組成的組。所述碳的D帶的拉曼光譜積分強度與G帶的拉曼光譜積分強度之比可為1到4，D帶是處于1340cm^-1至1365cm^-1波數范圍的帶，G帶是處于1580cm^-1至1595cm^-1波數范圍的帶。

另外，當使用CuKα射線對(002)面進行X射線衍射測量時，所述碳可以具有范圍從大約0.330nm到大約5nm的層間距離d002。當使用CuKα射線對(002)面進行X射線衍射測量時，所述碳可以具有范圍從大約0.330nm到大約2nm的層間距離d002。

所述陶瓷核可以由次級粒子制成，通過聚集一個或多個精細初級粒子形成每個次級粒子。另外，碳可以設置在初級粒子的表面上。這里，初級粒子的平均直徑為nm尺寸，但本公開不限于此。

設置在所述陶瓷核或所述初級粒子的表面上的所述碳可以存在以整體地或部分地覆蓋所述陶瓷核或所述初級粒子的表面。

另外，不管碳所存在的形狀如何，所述碳可以以范圍為大約2nm至大約2μm的厚度存在。

所述添加劑的平均粒徑范圍可以為大約10nm至大約5μm。

所述添加劑的比表面積范圍可以為大約10m²/g至大約3000m²/g。基于100重量份的所述負極活性材料，可以包含范圍為大約0.1重量份至50重量份的量的所述添加劑。

另外，基于所述添加劑的總重量，所述碳可以以多于大約0wt％且不超過大約50wt％的量存在于添加劑中。根據一個實施例，基于所述添加劑的總重量，所述碳可以以范圍為大約0.1wt％至大約30wt％的量存在于添加劑中。

所述負極活性材料可以選自于由能夠可逆地嵌入/脫嵌鋰陽離子的材料、鋰金屬、鋰金屬合金、能夠摻雜和脫摻雜鋰的材料、過渡金屬氧化物和它們的組合組成的組。所述能量存儲裝置的負極還可以包括導電材料。

根據本公開的另一實施例，一種能量存儲裝置包括含有正極活性材料的正極、上述負極和電解質。

在下文中，將詳細描述本公開的其它實施例。

根據本公開一個實施例的用于能量存儲裝置的負極可以提供具有提高的輸出和容量特性的能量存儲裝置。

附圖說明