[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

負極活性物質包括基于硅的合金，且基于硅的合金包括Si單相、FeSi₂α相、和FeSi₂β相，其中FeSi₂β相的第二衍射峰對FeSi₂α相的第一衍射峰的強度比可為0.1或更高。負極包括所述負極活性物質并且鋰電池包括所述負極。包括所述負極活性物質的鋰電池的壽命特性可改善。

相關申請的交叉引用

本申請要求2015年10月2日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2015-0139110的權益，其全部內容通過參考引入本文中。

技術領域

一個或多個示例性實施方案涉及負極活性物質、包含所述負極活性物質的負極、和包含所述負極的鋰電池。

背景技術

用于便攜式電子設備例如移動電話、個人數字助手(PDA)、膝上式電腦、電動腳踏車、或電動車中的鋰二次電池具有的放電電壓是非鋰電池的放電電壓的兩倍。因而，鋰二次電池具有高的能量密度。

鋰二次電池為可重復充電和放電的可再使用的電池，其在有機電解質溶液或聚合物電解質填充在各自包括能夠嵌入和脫嵌鋰離子的活性物質的正極和負極之間的同時通過在正極和負極處的鋰離子的嵌入/脫嵌期間的氧化和還原反應而產生電能。

鋰二次電池具有包括高的電動勢和高的能量密度的優異電池性質，但是隨工業發展需要具有長壽命特性的電池，并且因而已進行了在該方面的研究。

發明內容

一個或多個示例性實施方案包括負極活性物質，所述負極活性物質包括通過包括FeSi₂β相而具有穩定的基體相的基于硅的合金。

一個或多個示例性實施方案包括包含所述負極活性物質的負極。

一個或多個示例性實施方案包括通過包括所述負極而具有改善的壽命特性的鋰電池。

實施方案的另外的方面將在接下來的描述中部分地闡明，和由所述描述中部分地明晰，或可通過所呈現的實施方案的實際獲悉。

根據一個或多個示例性實施方案，負極活性物質包括基于硅的合金，其中所述基于硅的合金由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)，所述基于硅的合金包括Si單相、FeSi₂α相、和FeSi₂β相，所述負極活性物質的Cu-Kα X射線衍射分析圖譜具有在約17.0°+/-0.5°的衍射角2θ處的由FeSi₂α相產生的第一衍射峰和在約28.7°+/-0.5°的衍射角2θ處的由FeSi₂β相產生的第二衍射峰，并且由FeSi₂β相產生的第二衍射峰對由FeSi₂α相產生的第一衍射峰的強度比為0.1或更高。

根據一個或多個示例性實施方案，用于鋰電池的負極包括所述負極活性物質。

根據一個或多個示例性實施方案，鋰電池包括所述負極。

附圖說明

由結合附圖考慮的示例性實施方案的下列描述，實施方案的這些和/或其它方面將變得明晰和更容易理解，在附圖中：

圖1為說明FeSi₂α相的晶體結構的透視圖；

圖2為說明FeSi₂β相的晶體結構的透視圖；

圖3為說明FeSi₂α相的X射線衍射分析(使用的Cu-Kα)圖譜的圖；