[發明專利]用于鋰二次電池的負極和包括該負極的鋰二次電池

有效

• 申請號: 201880047308.8
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN110915033B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 申善英;金東赫;李龍珠;金帝映;李秀民
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/587;H01M4/38;H01M4/58;H01M10/0525;C23C16/26;C23C16/44
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

1.一種負極，所述負極包括第一負極活性材料和第二負極活性材料，所述第一負極活性材料具有包括氧化硅基復合物的芯和覆蓋所述包括氧化硅基復合物的芯的結晶碳涂層，所述第二負極活性材料具有人造石墨芯和覆蓋所述人造石墨芯的非晶碳涂層，

其中所述氧化硅基復合物由式M-SiO_x，0x≤2表示，其中M在還原氧化硅的同時化學鍵合到氧化硅上或摻雜到氧化硅中，并且是選自由Li、Mg、Na、K、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、B和Al構成的組中的任意一種元素，并且

與所述第二負極活性材料的碳涂層相比，所述第一負極活性材料的碳涂層具有較高的結晶度。

2.根據權利要求1所述的負極，所述負極僅包括所述第一負極活性材料和所述第二負極活性材料作為負極活性材料。

3.根據權利要求1所述的負極，其中與所述第一負極活性材料的碳涂層的拉曼光譜中的D帶的FWHM值相比，所述第二負極活性材料的碳涂層的拉曼光譜中的D帶具有較大的FWHM值。

4.根據權利要求1所述的負極，其中所述第二負極活性材料的碳涂層的拉曼光譜中的D帶的FWHM值是所述第一負極活性材料的碳涂層的拉曼光譜中的D帶的FWHM值的至少2.1倍。

5.根據權利要求1所述的負極，其中所述第二負極活性材料的碳涂層的拉曼光譜中的D帶的FWHM值是所述第一負極活性材料的碳涂層的拉曼光譜中的D帶的FWHM值的至少1.3倍。

6.根據權利要求1所述的負極，其中所述第一負極活性材料和所述第二負極活性材料以3:97-15:85的重量比使用。

7.根據權利要求1所述的負極，其中所述第一負極活性材料和所述第二負極活性材料以5:95-10:90的重量比使用。

8.根據權利要求1所述的負極，其中所述氧化硅基復合物包括：i)Si；ii)由式SiO_x，0x≤2表示的氧化硅；以及iii)包含含有Si和Mg的硅酸鎂作為納米尺寸域的氧化硅復合物。

9.根據權利要求1所述的負極，其中在所述氧化硅基復合物中，硅相均勻地分布并且嵌入/埋入基質中，所述硅相是通過一個或多個硅晶體組裝而形成的基團，所述基質部分是對Li不活潑的成分，并且在充電期間不引起Li嵌入/脫嵌。

10.根據權利要求9所述的負極，其中所述硅晶體具有1-15nm的尺寸。

11.根據權利要求1所述的負極，其中M以基于100重量％的所述氧化硅基復合物的4-20重量％的量存在。

12.根據權利要求1所述的負極，其中M以基于100重量％的所述氧化硅基復合物的4-12重量％的量存在。

13.根據權利要求1所述的負極，其中所述第一負極活性材料的碳涂層是在將碳源氣體供應至所述氧化硅基復合物的芯以進行化學氣相沉積的同時，在氫或氬氣氛下進行熱處理而形成的結晶碳涂層；

其中所述碳源包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙醇、乙炔、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、丁二烯、戊烷、戊烯、戊炔、戊二烯、環戊烷、環戊二烯、己烷、己烯、環己烷、環己二烯、苯、甲苯、或它們的組合。

14.根據權利要求1所述的負極，其中所述第二負極活性材料的碳涂層是將所述人造石墨與非晶碳前體混合，并且在N₂氣氛下熱處理而得；

所述非晶碳前體包括葡萄糖、果糖、半乳糖、麥芽糖、乳糖、蔗糖、酚醛樹脂、萘樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、呋喃樹脂、纖維素樹脂、環氧樹脂、聚苯乙烯樹脂、間苯二酚樹脂、間苯三酚、煤基瀝青、石油基瀝青、焦油、低分子量重油、或它們的組合。