[發明專利]負極活性物質及各自包含該負極活性物質的負極和鋰電池

在審

• 申請號: 201410048485.1
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103996826A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 趙俞貞;樸相垠;李劭羅;李受京;都義松;申昌洙;金載明
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/13
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

1.一種負極活性物質，包括：

復合核，所述復合核包括碳質基底和在所述碳質基底上的金屬或類金屬納米結構；和

涂層，所述涂層形成在所述復合核的至少部分上并包括金屬氧化物涂層和非結晶的碳質涂層。

2.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬氧化物涂層包括選自元素周期表的第2族至第13族的元素組成的組中的至少一種金屬的氧化物。

3.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬氧化物涂層包括選自由鋅、鋯、鎳、鈷、錳、硼、鎂、鈣、鍶、鋇、鈦、釩、鐵、銅、鋁、鉻、鉬、鈮和鉭組成的組中的至少一種金屬的氧化物。

4.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬氧化物涂層包括由下面化學式1表示的金屬氧化物：

<化學式1>

M_aO_b

其中，在化學式1中，1≤a≤4，1≤b≤10，并且M為選自由鋯、鎳、鈷、錳、硼、鎂、鈣、鍶、鋇、鈦、釩、鐵、銅、鋁、鋅、鉻、鉬、鈮和鉭組成的組中的至少一種。

5.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬氧化物涂層包括選自由氧化鈦、氧化鋁、三氧化鉻、氧化鋅、氧化銅、氧化鎂、二氧化鋯、三氧化鉬、五氧化二釩、五氧化二鈮和五氧化二鉭組成的組中的至少一種氧化物。

6.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬氧化物涂層對鋰是惰性的。

7.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬氧化物涂層不與鋰形成鋰金屬氧化物。

8.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，基于所述負極活性物質的總重量，所述金屬氧化物涂層的量為0.1wt%至20wt%。

9.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述非結晶的碳質涂層包括選自由軟碳、硬碳、碳瀝青、中間相碳瀝青、燒結焦炭和它們的組合組成的組中的非晶碳。

10.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，基于所述負極活性物質的總重量，所述非結晶的碳質涂層的量為1wt%至30wt%。

11.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬氧化物涂層布置在所述復合核上，并且所述非結晶的碳質涂層布置在所述金屬氧化物涂層上。

12.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述非結晶的碳質涂層布置在所述復合核上，并且金屬氧化物涂層布置在所述非結晶的碳質涂層上。

13.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬或類金屬納米結構為選自由納米線、納米管、納米帶、納米棒、納米多孔體和納米模板組成的組中的至少一種的形式。

14.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬或類金屬納米結構包括選自由元素周期表的第13、14、15族的元素組成的組中的至少一種元素。

15.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬或類金屬納米結構包括選自由硅、鍺和錫組成的組中的至少一種元素。

16.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述金屬或類金屬納米結構為包括選自由Si、SiO_x、Si-Z合金和它們的組合組成的組中的至少一種材料的硅基納米線，

其中，0<x<2，且Z為堿金屬，堿土金屬，元素周期表的第13、14、15和16族的元素、過渡金屬、稀土元素或它們的組合，并且不為Si。

17.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述碳質基底包括選自由天然石墨、人造石墨、可膨脹石墨、石墨烯、碳黑、富勒烯煙炱、碳納米管和碳纖維組成的組中的至少一種。

18.如權利要求1所述的負極活性物質，其中，所述碳質基底為球形、平面、纖維、管狀或粉末的形式。

19.一種負極，包括：

權利要求1至18任一項所述的負極活性物質。

20.一種鋰電池，包括：

權利要求19所述的負極。