[發(fā)明專利]負(fù)極活性材料和包含所述負(fù)極活性材料的負(fù)極和二次電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080076159.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN114651347A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松原惠子;高椋輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社LG新能源
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/48;H01M10/052;H01M4/587
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 楊海榮;曲盛

目的是提供一種二次電池用負(fù)極活性材料、負(fù)極和二次電池，所述負(fù)極活性材料能夠使得高初始效率與優(yōu)異的放電容量和容量保持率共存。提供一種二次電池用負(fù)極活性材料，包含：摻雜有堿金屬和堿土金屬中的至少一者的第一硅氧化物粉末；和未摻雜的第二硅氧化物粉末，其中所述第二硅氧化物粉末是無定形的。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)要求于2019年12月25日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)第2019-235038號(hào)的優(yōu)先權(quán)，通過參考將其公開內(nèi)容并入本文中。本公開內(nèi)容的實(shí)施方式涉及一種負(fù)極活性材料、負(fù)極和二次電池。

背景技術(shù)

隨著對(duì)移動(dòng)裝置的技術(shù)開發(fā)和需求增加，對(duì)作為能量來源的二次電池的需求急劇增加。在二次電池中，具有高能量密度和電壓、長(zhǎng)循環(huán)壽命和低自放電率的鋰離子二次電池已經(jīng)商業(yè)化并被廣泛使用。目前，正在進(jìn)行許多研究以嘗試實(shí)現(xiàn)鋰離子二次電池的更高容量。

諸如硅合金或硅氧化物的硅類材料的理論容量密度比現(xiàn)在常用的諸如石墨的碳類材料的更高，從而對(duì)將所述硅類材料作為負(fù)極材料來改善鋰離子二次電池的能量密度寄予厚望。例如，SiO_x在初始放電時(shí)顯示了1700mAh/g以上的放電容量，這是石墨的約5倍。

然而，當(dāng)使用諸如SiO_x的所述硅類材料作為負(fù)極活性材料時(shí)，電池的初始效率(即在第一次充放電循環(huán)時(shí)的放電容量對(duì)充電容量之比)低于使用石墨時(shí)的初始效率。對(duì)于該問題，已知的是，當(dāng)使用預(yù)摻雜有Li或Mg的硅氧化物粉末作為所述負(fù)極活性材料時(shí)，初始效率改善。然而，當(dāng)進(jìn)行預(yù)摻雜時(shí)，在一些情況下，放電容量下降或循環(huán)特性劣化。

相關(guān)文獻(xiàn)

[專利文獻(xiàn)]

專利文獻(xiàn)1：日本專利公開第2013-114820號(hào)

專利文獻(xiàn)2：WO2015/059859

專利文獻(xiàn)3：日本專利公開第2017-188319號(hào)

專利文獻(xiàn)4：日本專利公開第2012-33317號(hào)

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本公開內(nèi)容旨在提供一種二次電池用負(fù)極活性材料、負(fù)極和二次電池，所述負(fù)極活性材料用于實(shí)現(xiàn)高的初始效率以及改善的放電容量和容量保持率。

技術(shù)方案

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種二次電池用負(fù)極活性材料，所述負(fù)極活性材料包含摻雜有堿金屬和堿土金屬中的至少一者的第一硅氧化物粉末以及未摻雜的第二硅氧化物粉末，其中所述第二硅氧化物粉末是無定形的。

在根據(jù)上述實(shí)施方式的負(fù)極活性材料中，構(gòu)成所述第一硅氧化物粉末的粒子的平均粒度可以大于構(gòu)成所述第二硅氧化物粉末的粒子的平均粒度。

在根據(jù)上述實(shí)施方式的負(fù)極活性材料中，構(gòu)成所述第一硅氧化物粉末的粒子的平均粒度可以為3μm以上且15μm以下。此外，構(gòu)成所述第二硅氧化物粉末的粒子的平均粒度可以為0.5μm以上且2μm以下。

在根據(jù)上述實(shí)施方式的負(fù)極活性材料中，所述第二硅氧化物粉末對(duì)所述第一硅氧化物粉末的重量比可以等于或大于0.2。

在根據(jù)上述實(shí)施方式的負(fù)極活性材料中，所述第二硅氧化物粉末對(duì)所述第一硅氧化物粉末的重量比可以小于10。

在根據(jù)上述實(shí)施方式的負(fù)極活性材料中，所述第一硅氧化物粉末可以包含微晶尺寸為5nm以上且30nm以下的硅的微晶體。