[發明專利]負極活性物質和包括該負極活性物質的可再充電鋰電池

在審

• 申請號: 201310556413.3
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103887503A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 樸選一;沈揆允;金榮奇
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王占杰;劉燦強

技術領域

本公開涉及一種用于可再充電鋰電池的負極活性物質以及一種包括該負極活性物質的可再充電鋰電池。

背景技術

近來，隨著由于信息/通信產業的快速發展而已經使用各種便攜式設備，已經使用各種類型的電池作為用于這些便攜式設備的能量源。具體地說，已經越來越多地需要可再充電電池作為用于便攜式設備的能量源。具有高能量密度和高電壓的可再充電電池已經被廣泛地使用在商業應用中。

通常，可再充電鋰電池在充電和放電期間通過嵌入和脫嵌鋰離子產生能量。可再充電鋰電池包括負極、正極、分隔件和電解質，負極包括能夠嵌入和脫嵌鋰的負極活性物質，正極包括能夠嵌入和脫嵌鋰的正極活性物質，電解質包括有機溶劑。

近來，已經積極地研究能夠應用到用于車輛發動機的ISG（集成式起動機&發電機）系統的可再充電電池。

ISG系統是集成發電機和電動機的系統。具體地，ISG系統是當發動機在怠速下運行預定時間時停止發動機但當釋放制動踏板或踩下加速器踏板時重新起動發動機（即，執行怠速停止和起動（Idle?Stop&Go）功能）的發動機控制系統。

在可以應用到ISG系統的可再充電電池中，吸附式玻璃棉（absorbed?glass?mat，AGM）電池與其容量相比具有大的體積，但是由于重復的充電和放電而具有劣化的循環壽命的缺陷。

因此，體積小且能量密度大的可再充電鋰電池被考慮用于ISG系統。此外，可再充電電池的充電和放電應當在高充電和放電倍率（C倍率）下發生，以應用到ISG系統。因此，需要對既具有低的自放電倍率又具有高的充電和放電倍率的可再充電鋰電池進行研究。

發明內容

一些實施例提供了一種用于可再充電鋰電池的負極活性物質，該可再充電鋰電池具有優異的在高充電和放電倍率下的循環壽命特性和在低溫下的儲存特性。

一些實施例提供了一種包括該負極活性物質的可再充電鋰電池。

一些實施例提供了一種用于可再充電鋰電池的負極活性物質，所述負極活性物質包括無定形碳，其中，無定形碳在使用CuKα射線的X射線衍射（XRD）分析中在大約13°至大約35°的2θ處具有范圍為大約10到大約50的(002)峰的R值，并且無定形碳具有大約0.33nm到大約0.40nm的平均晶格間距（d₀₀₂），其中，(002)峰具有包括第一凹進部分和第二凹進部分的W形，并且R值通過下面的式1獲得。

式1

R=B/A

在上面的式1中，B是(002)峰的最高點的高度，A是指示B的直線和將第一凹進部分的最低點與第二凹進部分的最低點連接的切線之間的交點處的高度。

R值的范圍可以為大約15至大約40。

無定形碳可以具有大約5μm至大約15μm的平均顆粒直徑（d₅₀）。

一些實施例提供了一種可再充電鋰電池，該可再充電鋰電池包括：負極，包括所述負極活性物質；正極，包括正極活性物質層，正極活性物質層包括正極活性物質；分隔件，設置在正極和負極之間；以及電解質。

在一些實施例中，正極活性物質層可以包括碳材料。

在一些實施例中，碳材料可包括活性炭。

在一些實施例中，基于正極活性物質層的總量，可以包括大約3wt%至大約12wt%的量的碳材料。

在一些實施例中，碳材料可以具有大約1000m²/g至大約2500m²/g的比表面積，具體地，大約1200m²/g至大約2000m²/g的比表面積。

在一些實施例中，碳材料可以具有大約38wt%到大約85wt%的苯吸附率，具體地，大約40wt%至大約75wt%的苯吸附率。

在一些實施例中，該可再充電鋰電池可以應用于ISG（Idle?Stop&Go，怠速停止和起動）。

當前實施例可以提供具有優異的循環壽命特性、優異的在高倍率下的循環壽命特性和優異的在低溫下的儲存特性的可再充電鋰電池。

附圖說明

圖1是示出了根據一個實施例的可再充電鋰電池的示意圖。

圖2是示出了硬碳的X射線衍射（XRD）圖譜的曲線圖。