[發明專利]負極和包括該負極的可再充電鋰電池

在審

• 申請號: 202210886201.0
• 申請日: 2022-07-26
• 公開（公告）號: CN115692597A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 丁旼榮;裵珠惠;安元基;李太一
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/36;H01M10/052
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭小蓮;尹淑梅

公開了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。用于可再充電鋰電池的負極包括集流體和設置在集流體上的負極活性物質層，其中，負極活性物質層包括與集流體接觸且包括第一負極活性物質的第一區域以及設置在第一區域上且包括第二負極活性物質的第二區域，第一負極活性物質和第二負極活性物質中的每個具有9μm至22μm的平均粒徑(D50)，第一負極活性物質和第二負極活性物質的形態彼此不同，第二區域的孔隙率高于第一區域的孔隙率，并且第二區域的孔隙率與第一區域的孔隙率的比例在110％至190％的范圍內。

技術領域

公開了一種用于可再充電鋰電池的負極和包括該負極的可再充電鋰電池。

背景技術

諸如蜂窩電話、膝上型計算機、智能電話等的便攜式信息裝置或電動車輛已經使用具有高能量密度和容易便攜性的可再充電鋰電池作為驅動電源。最近，已經積極地進行了研究以使用具有高能量密度的可再充電鋰電池作為混合動力車輛或電動車輛的驅動電源或電力存儲電源。

這種可再充電鋰電池需要高容量電極，但是由于增加活性物質本身的容量存在限制，因此需要增加活性物質的量并因此使電極更厚。隨著電極板更厚，電極板的孔內的鋰離子的電阻比鋰離子嵌入到活性物質中的電阻對于電極的性能變得更重要。然而，由于該內阻可能根據電極板的結構而大幅變化，因此正在進行各種研究以通過改善電極板的結構來減小電阻。

發明內容

提供了一種用于可再充電鋰電池的負極以及一種包括該負極的可再充電鋰電池，該負極是使容量最大化的厚膜電極，能夠減輕電阻的不均勻性，改善輸出特性，改善高倍率下的容量保持率并且即使在快速充電和放電期間也保持高循環壽命。

實施例提供了一種用于可再充電鋰電池的負極，所述負極包括集流體和設置在集流體上的負極活性物質層，其中，負極活性物質層包括與集流體接觸且包括第一負極活性物質的第一區域以及設置在第一區域上且包括第二負極活性物質的第二區域，第一負極活性物質和第二負極活性物質中的每個具有9μm至22μm的平均粒徑(D50)，第一負極活性物質和第二負極活性物質的形態彼此不同，第二區域的孔隙率高于第一區域的孔隙率，并且第二區域的孔隙率與第一區域的孔隙率的比例在約110％至約190％的范圍內。

另一實施例提供了一種包括負極、正極和電解質的可再充電鋰電池。

根據實施例制造的負極和包括該負極的可再充電鋰電池減輕了厚膜電極中的電阻的不均勻性，改善了輸出特性和高倍率下的容量保持率，并且在實現高容量的同時即使在快速充電和放電期間也實現高的循壞壽命。

附圖說明

圖1是示出根據實施例的可再充電鋰電池的示意圖。

圖2是根據示例1的第一負極活性物質的掃描電子顯微鏡照片。

圖3是根據示例1的第二負極活性物質的掃描電子顯微鏡照片。

圖4是根據示例1的負極的剖面的掃描電子顯微鏡照片。

圖5是示出通過納米計算機斷層掃描測量的示例1、比較示例1和比較示例2的負極活性物質層的孔隙率的圖。

圖6是示出根據示例1、比較示例1和比較示例2的電池單元的C-倍率的放電倍率的圖。

圖7是示出根據比較示例1的電池單元的C-倍率的鋰析出量的圖。

圖8是示出根據示例1的電池單元的C-倍率的鋰析出量的圖。

圖9是根據示例2的負極的剖面的掃描電子顯微鏡照片。

圖10是根據示例3的負極的剖面的掃描電子顯微鏡照片。

圖11是根據比較示例3的負極的剖面的掃描電子顯微鏡照片。

具體實施方式