[發明專利]二次電池用負極及包括其的鋰二次電池

在審

• 申請號: 202210011616.3
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN115132969A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 李容錫;閔載鈗;金在藍;金正煥;裵相元;裵芝希;李明魯;李宰榮
• 申請（專利權）人: SK新能源株式會社
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/133;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 劉翠娥;安玉

一種二次電池用負極，其包括負極集流體和負極活性物質層，該負極活性物質層包括從負極集流體的表面起順序堆疊的第一負極活性物質層和第二負極活性物質層。第一負極活性物質層和第二負極活性物質層中的每一個均包括作為負極活性物質的碳基活性物質和作為負極活性物質的硅基活性物質，以及作為導電材料的碳納米管。第二負極活性物質層中的硅基活性物質的含量大于第一負極活性物質層中的硅基活性物質的含量。包含于第二負極活性物質層中的碳納米管的拉曼R值小于包含于第一負極活性物質層中的碳納米管的拉曼R值。

相關申請的交叉引用和優先權要求

本申請要求于2021年3月25日向韓國知識產權局(KIPO)提交的第10-2021-0038955號韓國專利申請的優先權，其全部公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及一種二次電池用負極及一種包括該負極的鋰二次電池。更具體地，本發明涉及一種包括多層負極活性物質層的二次電池用負極，以及一種包括該負極的鋰二次電池。

背景技術

隨著信息技術和顯示技術的發展，可重復充電和放電的二次電池已被廣泛用作例如便攜式攝像機、移動電話、筆記本電腦等移動電子設備的電源。近來，還開發了包括二次電池的電池組并將其應用于例如混合動力車輛的環保汽車作為其電源。

二次電池包括例如鋰二次電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等。鋰二次電池由于工作電壓和每單位重量能量密度高、充電率高、尺寸緊湊等而備受關注。

例如，鋰二次電池可以包括包含正極、負極、隔膜層(separator)的電極組件以及浸沒該電極組件的電解液。鋰二次電池可以進一步包括具有例如軟包(pouch)形的外殼。

石墨基物質可以用作負極的活性物質。然而，隨著近來對高容量/高功率的鋰二次電池的需求增加，正在考慮引入硅基物質作為負極活性物質。

然而，硅基物質在重復充電和放電的同時可能會導致電池的收縮/膨脹，從而導致負極活性物質層剝落，并與電解液發生副反應。此外，在高溫儲存或高溫操作期間可能會出現機械缺陷和化學缺陷，從而使二次電池的壽命特性劣化。

因此，需要一種在獲得足夠的壽命和操作穩定性的同時能夠提供提高的充電效率的負極結構。

例如，韓國登記專利公布第10-1057162號公開了一種用于改善循環性能的金屬-碳復合負極活性物質。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種具有提高的充電性能和穩定性的二次電池用負極。

根據本發明的一個方面，提供了一種包括具有提高的充電性能和穩定性的負極的鋰二次電池。

根據示例性實施方案，二次電池用負極包括負極集流體和負極活性物質層，該負極活性物質層包括從負極集流體的表面起順序堆疊的第一負極活性物質層和第二負極活性物質層。第一負極活性物質層和第二負極活性物質層中的每一個均包括作為負極活性物質的碳基活性物質和硅基活性物質，以及作為導電材料的碳納米管。第二負極活性物質層中的硅基活性物質的含量大于第一負極活性物質層中的硅基活性物質的含量。包含于第二負極活性物質層中的碳納米管的拉曼R值小于包含于第一負極活性物質層中的碳納米管的拉曼R值。拉曼R值被定義為通過拉曼光譜法獲得的拉曼光譜中D帶的強度(I_D)與G帶的強度(I_G)的比率(I_D/I_G)。

在一些實施方案中，第二負極活性物質層中的硅基活性物質的含量可以為5重量％至15重量％。

在一些實施方案中，第一負極活性物質層中的硅基活性物質的含量可以為1重量％至5重量％。

在一些實施方案中，包含于第二負極活性物質層中的碳納米管的拉曼R值可以小于0.5。