[發明專利]負極活性物質及包括所述物質的負極和鋰電池

有效

• 申請號: 201610878435.5
• 申請日: 2016-10-08
• 公開（公告）號: CN106953090B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 秋希姈;金哉赫;徐淳星;H-N.柳;權升旭;尹德熒
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/36;H01M4/587;H01M4/40;H01M4/485;H01M10/0525;H01M10/052;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

1.負極活性物質，其包括：

基于硅的合金，

其中基于硅的合金由Si-Fe-M₁表示，

M₁為選自如下的至少一種：鋰(Li)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、釔(Y)、鋯(Zr)、鉬(Mo)、銦(In)、錫(Sn)、硼(B)、碳(C)、氧(O)、和磷(P)，

基于硅的合金包括非晶Si單相、FeSi₂ α相、和FeSi₂ β相，

負極活性物質的Cu-Kα X射線衍射分析圖譜具有在17.0° +/- 0.5°的衍射角2θ處的由FeSi₂ α相產生的第一衍射峰和在28.7° +/- 0.5°的衍射角2θ處的由FeSi₂ β相產生的第二衍射峰，和

由FeSi₂ β相產生的第二衍射峰對由FeSi₂ α相產生的第一衍射峰的強度比為0.2至3.0。

2.權利要求1的負極活性物質，其中M₁為選自如下的至少一種：鈦 (Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、和鋅(Zn)。

3.權利要求1的負極活性物質，其中，在基于硅的合金中，Si的量在67原子%至92原子%的范圍內，Fe的量在4原子%至32原子%的范圍內，并且M₁的量在0.3原子%至6原子%的范圍內，基于Si、Fe、和M₁的原子總數。

4.權利要求1的負極活性物質，其中，在基于硅的合金中，Si的量在75原子%至90原子%的范圍內，Fe的量在9原子%至22原子%的范圍內，并且M₁的量在0.3原子%至6原子%的范圍內，基于Si、Fe、和M₁的原子總數。

5.權利要求1的負極活性物質，其中FeSi₂ α相和FeSi₂ β相與Si單相形成界面并且充當圍繞Si單相的基體。

6.權利要求1的負極活性物質，其中，在基于硅的合金中，M₁摻雜到選自Si單相、FeSi₂ α相、和FeSi₂ β相的至少一種的晶格中。

7.權利要求1的負極活性物質，其中，基于硅的合金不包括含M₁的硅化物。

8.權利要求1的負極活性物質，其中，基于硅的合金由Si-Fe-Mn表示，并且在基于硅的合金中，Si的量在75原子%至90原子%的范圍內，Fe的量在9原子%至22原子%的范圍內，并且Mn的量在0.3原子%至6原子%的范圍內，基于Si、Fe、和Mn的原子總數。

9.權利要求1的負極活性物質，其中基于硅的合金包括Si₈₀Fe₁₈Mn₂、Si_80.2Fe_17.9Mn_1.9、Si_83.9Fe_13.2Mn_2.9、Si_87.5Fe_10.9Mn_1.6、或Si_78.3Fe_21.1Mn_0.6。

10.權利要求9的負極活性物質，其中基于硅的合金不包括含Mn的硅化物。

11.權利要求10的負極活性物質，其中含Mn的硅化物為MnSi_1.7。