[發明專利]陰極活性物質、導電性組合物、陰極材料、陰極結構體及二次電池以及它們的制造方法

有效

• 申請號: 201380058301.3
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN104781958B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 川上總一郎;李柱明;鄭現珠;張東圭
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

1.一種二次電池用陰極活性物質，其包括包含硅粒子、碳和鋰離子無機固體電解質粒子的硅-碳復合體，其中所述碳和所述鋰離子無機固體電解質粒子與所述硅粒子接觸，

其中所述碳包括選自由石墨烯結構碳粒子、纖維狀碳和碳黑構成的組中的一種以上，

其中所述石墨烯結構碳粒子的平均粒徑為300nm～10μm，所述纖維狀碳的平均直徑為10～200nm，所述碳黑具有被連接成念珠狀的結構的一次粒子，所述一次粒子的平均粒徑為10～80nm，和所述一次粒子的晶體尺寸為2～5nm，和

所述硅粒子的平均粒徑為5～200nm，和在所述硅粒子的表面上有厚度為1～10nm的非晶質表面層，且其中所述非晶質表面層包括非晶質碳。

2.根據權利要求1所述的二次電池用陰極活性物質，其中，

所述硅-碳復合體的平均粒徑為5～20μm。

3.根據權利要求1所述的二次電池用陰極活性物質，其中，

所述石墨烯結構碳粒子包括選自由石墨烯和石墨構成的組中的一種以上，所述纖維狀碳包括選自由碳納米纖維和碳納米管構成的組中的一種以上。

4.根據權利要求1所述的二次電池用陰極活性物質，其中，

所述鋰離子無機固體電解質包括選自由硫系非晶質電解質、含硫玻璃、氮化鋰(Li₃N)、NASICON結構的物質、石榴石結構的物質和鍺-磷-硫化合物構成的組中的一種以上。

5.根據權利要求4所述的二次電池用陰極活性物質，其中，

所述硫系非晶質電解質包括Li₂S-P₂O₅，所述NASICON結構的物質包括Li_1+x+yAl_xTi_2-xSi_yP_3-yO₁₂，其中x＝0.3、y＝0.2，所述石榴石結構的物質包括Li₇La₃Zr₂O₁₂，所述鍺-磷-硫化合物包括Li₁₀GeP₂S₁₂。

6.一種制造陰極活性物質的方法，其包括：

干式粉碎工序，在惰性氣氛下對起始物質進行干式粉碎而準備防止了表面氧化的干式粉碎物；和

濕式粉碎及分散工序，在溶劑中加入所述干式粉碎物、添加物質和添加劑之后，進行濕式粉碎及分散而制造漿料，

其中作為所述起始物質，使用硅，

其中實施所述濕式粉碎工序以使所述起始物質的平均粒徑成為5nm以上且200nm以下，和

其中作為所述添加物質，使用鋰離子無機固體電解質，并使用選自由石墨、石墨烯、碳納米管、碳纖維、和非晶質碳構成的組中的一種以上。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，

所述干式粉碎工序和所述濕式粉碎及分散工序中的至少一種工序通過珠磨工序來實施。

8.根據權利要求6所述的方法，其中，

作為所述鋰離子固體無機電解質，使用選自由硫系非晶質電解質、含硫玻璃、氮化鋰(Li₃N)、NASICON結構的物質、石榴石結構的物質和鍺-磷-硫化合物構成的組中的一種以上。