[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

提供一種在允許電池高速充電的同時滿足對高能量密度的需求的負極。還提供一種包括所述負極的鋰二次電池。所述負極包括：第一負極活性材料，其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碳涂層；和第二負極活性材料，其具有人造石墨芯和覆蓋所述人造石墨芯的碳涂層。

技術領域

本申請要求于2017年12月1日在韓國提交的韓國專利申請第10-2017-0164418號的優先權，通過引用將上述專利申請的公開內容結合在此。

本公開內容涉及一種用于鋰二次電池的負極和包括該負極的鋰二次電池。

背景技術

近來，為了提高用于鋰二次電池的負極材料的能量密度，已經對諸如Si之類的金屬進行了積極的研究。具體地，硅基負極具有4,200mAh/g的高硅理論容量，其為碳基負極的理論容量(370mAh/g)的至少10倍高。具體地，已經對氧化硅進行了深入的研究，因為在硅基材料中，氧化硅顯示出相對微不足道的在充電/放電期間的體積膨脹/收縮問題。

此外，近來，在用于電動車輛(諸如混合動力電動車輛)的電池或一部分小型電池模型中，對高速充電的需求已大大增加。在需要高速充電的這種電池的情況下，由于硅基負極具有低電導率，因此使用硅基負極不是優選的。

發明內容

技術問題

本公開內容旨在解決現有技術的問題，因此，本公開內容旨在提供一種在使用硅基負極的高能量密度的同時允許高速充電的用于鋰二次電池的負極。

本公開內容還旨在提供一種包括所述用于鋰二次電池的負極在內的鋰二次電池。

技術方案

根據本公開內容的第一實施方式，提供一種負極，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碳涂層，其中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，并且是元素周期表中屬于Ia族、IIa族、VIa族、或IIIb族的元素，并且與第二負極活性材料的碳涂層相比，第一負極活性材料的碳涂層具有較高的結晶度。

根據本公開內容的第二實施方式，提供如第一實施方式中所限定的負極，其僅包括第一負極活性材料和第二負極活性材料作為電極活性材料。

根據本公開內容的第三實施方式，提供如第一或第二實施方式中所限定的負極，其中與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，第二負極活性材料的碳涂層的拉曼光譜中的D帶具有較大的半峰全寬(FWHM)值。

根據本公開內容的第四實施方式，提供如第一至第三實施方式中任一項所限定的負極，其中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。

根據本公開內容的第五實施方式，提供如第一至第四實施方式中任一項所限定的負極，其中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。

根據本公開內容的第六實施方式，提供如第一至第五實施方式中任一項所限定的負極，其中第一負極活性材料和第二負極活性材料可以以3:97-15:85的重量比使用。

根據本公開內容的第七實施方式，提供如第一至第六實施方式中任一項所限定的負極，其中M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。