[發(fā)明專利]負(fù)極活性物質(zhì)和包括該負(fù)極活性物質(zhì)的可再充電鋰電池

在審

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• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115799463A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李恩株;金容汐;金載原;羅載澔;沈揆倫
• 申請（專利權(quán)）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 閔月;楊帆

1.一種用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，所述負(fù)極活性物質(zhì)包括：

多孔硅-碳復(fù)合物，包括硅、碳和硅酸鎂，具有0.001I_{硅酸鎂(610)}/I_硅(111)0.01的衍射峰強(qiáng)度比I_{硅酸鎂(610)}/I_硅(111)，衍射峰強(qiáng)度比I_{硅酸鎂(610)}/I_硅(111)是在X射線衍射分析中在2θ＝30°至32°處的硅酸鎂的衍射峰強(qiáng)度I_{硅酸鎂(610)}與在2θ＝27.5°至29.5°處檢測的硅(111)的衍射峰強(qiáng)度I_硅(111)的比。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，基于負(fù)極活性物質(zhì)的總100wt％，硅酸鎂的量是0.01wt％至1.0wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，基于負(fù)極活性物質(zhì)的總100wt％，硅酸鎂的量是0.01wt％至0.6wt％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，碳包括非晶碳。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，非晶碳包括軟碳、硬碳或它們的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，基于負(fù)極活性物質(zhì)的總重量，碳的量是5wt％至45wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，多孔硅-碳復(fù)合物包括孔，并且碳覆蓋在孔的外壁、硅和硅酸鎂上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，孔具有50nm或更大的平均尺寸。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，孔具有50nm至500nm的平均尺寸。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，所述負(fù)極活性物質(zhì)通過以下步驟來制備：

對硅化鎂進(jìn)行一次熱處理以制備加熱產(chǎn)物；

蝕刻加熱產(chǎn)物以制備多孔硅；

將多孔硅與非晶碳前驅(qū)體混合以制備混合物；以及

對混合物進(jìn)行二次熱處理。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，在空氣氣氛下進(jìn)行一次熱處理。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，在600℃至700℃下進(jìn)行5小時至30小時的一次熱處理。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，使用酸進(jìn)行蝕刻。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，酸是鹽酸。

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，多孔硅和非晶碳前驅(qū)體的混合比按重量比是95:5至55:45。

16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于可再充電鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其中，在800℃至1200℃下進(jìn)行二次熱處理。

17.一種可再充電鋰電池，所述可再充電鋰電池包括：

負(fù)電極，包括根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求16中任一項(xiàng)所述的負(fù)極活性物質(zhì)；

正電極，包括正極活性物質(zhì)；以及

非水性電解質(zhì)。