[發明專利]負極活性物質和包括其的可再充電鋰電池

有效

• 申請號: 201910276324.0
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN110350156B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 申昌洙;金容汐;羅載浩
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉燦強;尹淑梅

公開了根據實施例的用于可再充電鋰電池的負極活性物質和包括該負極活性物質的可再充電鋰電池，所述負極活性物質包括硅?碳復合物，所述硅?碳復合物包括：結晶碳；非晶碳；以及硅納米顆粒，具有選自于針狀形狀、片狀形狀、板狀形狀或它們的組合的形狀，其中，硅納米顆粒具有大約5nm至大約150nm的D50粒徑和大約4至大約10的長徑比。

本申請要求于2018年4月5日在韓國知識產權局提交的第10-2018-0039875號韓國專利申請的優先權和權益，該韓國專利申請的全部內容通過引用包含于此。

技術領域

公開了一種用于可再充電鋰電池的負極活性物質和一種包括該負極活性物質的可再充電鋰電池。

背景技術

可再充電鋰電池(也可以被稱為“鋰二次電池”)包括：正電極和負電極，包括能夠可逆地嵌入/脫嵌鋰離子的材料作為正極活性物質和負極活性物質；以及有機電解質或聚合物電解質，充入正電極和負電極之間。這里，正電極和負電極嵌入和脫嵌鋰離子并通過氧化還原反應產生電能。

對于用于鋰二次電池的正極活性物質，已經使用了能夠嵌入鋰的鋰過渡金屬氧化物，諸如，LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNi_1-xCo_xO₂(0x1)等。

對于用于鋰二次電池的負極活性物質，已經使用了能夠嵌入和脫嵌鋰離子的各種碳基材料，諸如人造石墨、天然石墨、硬碳。對具有高能量密度的電池的需求越來越多地需要具有高理論容量密度的負極活性物質。因此，與鋰合金化的Si、Sn和Ge以及其氧化物和其合金已經引起了關注。

特別地，Si基負極活性物質具有非常高的充電容量并且被廣泛地應用于高容量電池。然而，Si基負極活性物質在充電和放電期間會膨脹大約300％至大約400％，因此會使電池的充電和放電特性以及循環壽命特性劣化。

因此，已經積極地研究了能夠有效控制Si基負極活性物質的膨脹的粘合劑。

發明內容

提供了一種能夠有效控制活性物質的膨脹的用于可再充電鋰電池的負極活性物質以及具有改善的循環壽命的鋰二次電池。

根據實施例的用于可再充電鋰電池的負極活性物質包括硅-碳復合物，硅-碳復合物包括：結晶碳；非晶碳；以及硅納米顆粒，具有選自于針狀形狀、片狀形狀、板狀形狀和它們的組合的形狀，其中，硅納米顆粒具有大約5nm至大約150nm的D50粒徑和大約4至大約10的長徑比。

根據另一實施例的可再充電鋰電池包括：負電極，包括用于可再充電鋰電池的所述負極活性物質；正電極；以及電解質。

根據實施例的用于可再充電鋰電池的負極活性物質可以有效地控制膨脹。

根據另一實施例的可再充電鋰電池呈現出改善的循環壽命特性。

附圖說明

圖1和圖2是通過顯微鏡拍攝的根據實施例的用于可再充電鋰電池的負極活性物質的照片。

圖3是通過顯微鏡拍攝的根據另一實施例的用于可再充電鋰電池的負極活性物質的照片。

圖4是示出根據實施例的可再充電鋰電池的結構的示意圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖詳細描述本公開的實施例。然而，在本公開的描述中，為了闡明本公開的主旨，將省略對已知的功能或組件的描述。

為了清楚地描述本公開，省略了與描述無關的部分，并且在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同或相似的組件。此外，由于為了便于描述，可選地表示附圖中示出的每個組件的尺寸和厚度，因此本公開不限于該圖示。

用于可再充電鋰電池的負極活性物質