锂二次电池的制作方法_2

文档序号:9713796阅读:来源:国知局
更特别地为约4%~80 %,还特别地为4%~60 %的初始充放电效 率。
[0034] 优选地,具有所述范围的初始充放电效率的第二负极活性材料也可W可能地具有 更高的充电容量和更低的放电容量。特别地,第二负极活性材料可W为选自Si类材料、Sn类 材料及其氧化物中的一种或两种W上的混合物。此外,Si类材料可W例如为Si、Si纳米粒子 或Si纳米线,并且Si类或Sn类材料的氧化物可W例如为选自SiOx(其中X为0<x<2)和SnO中 的一种或两种W上的混合物。选自W上列出的Si类或Sn类材料或其氧化物(更具体地为Si 和SiOx(其中X为0<x<2))中的一种或两种W上的混合物为高容量、非碳质负极活性材料,其 特征在于其具有低的初始充放电效率,并且随着循环重复进行,其不可逆容量在裡吸藏和 放出过程期间增加。因此,可W期望提高负极的初始不可逆容量的方面。
[003引此外,第二负极活性材料的平均粒度(Dso)可W在50nm~10皿的范围内,更特别地 在IOOnm~5]im的范围内,还特别地在IOOnm~2.5]im的范围内。可W与上述关于第一负极活 性材料相同的方式测定第二负极活性材料的平均粒度(Dso)。
[0036] 根据本发明的一个示例性实施方案,第二负极活性材料可W具有很少的放电容量 或没有放电容量,运是因为第二负极活性材料仅在初始充放电操作中参与反应,所述初始 充放电操作为电池的初始形成操作。
[0037] 使得第二负极活性材料具有很少的放电容量或没有放电容量的方法没有限制。例 如,可W使用其中第二负极活性材料如各自具有高平均粒度的Si类材料、Sn类材料及其氧 化物被用来参与充电或不参与放电的方法,在氧化物的情况下增加氧的量的方法,或调整 所用的第二负极活性材料的量的方法。在该情况下,第二负极活性材料在其中大量的裡离 子被堵塞的状态下可W不参与放电,而是仅作为第一负极活性材料的碳质材料可W参与放 电。因此,仅碳质材料可W主要地有助于放电容量,从而同时提高了二次电池的高输出和储 藏寿命特性。
[0038] 更特别地,在根据本发明的一个示例性实施方案的裡二次电池中,负极包含石墨 作为第一负极活性材料从而满足在上述第一和第二负极活性材料之间的初始充放电效率 中的差异W及第一和第二负极活性材料各自的初始充放电效率范围。此外,负极可W包含 选自Si类材料、Sn类材料及其氧化物中的一种或两种W上的混合物作为第二负极活性材 料。还特别地,负极包含具有2WI1~30皿的平均直径(Dso)的石墨作为第一负极活性材料。此 夕h负极可W包含选自具有50皿~10皿的平均粒径(Dso)的Si和SiOx(其中X为0<x<2)中的一 种或两种W上的混合物作为第二负极活性材料。
[0039] 此外,根据本发明的一个示例性实施方案,当上述第二负极活性材料与要使用的 第一负极活性材料混合时,即使当与单独使用第一负极活性材料时相比W更小的量使用 时,负极的初始充放电效率也可W进一步降低,从而有效地调节负极的初始充放电效率。
[0040] 具体地,基于重量比,第一负极活性材料和第二负极活性材料的混合比可W在80: 20~99.95 : 0.05的范围内,更特别地在93 : 7~99.95 : 0.05的范围内,还特别地在95 : 5~ 99.95:0.05的范围内,最特别地在98.7:1.3~99.95:0.05的范围内。当W小于该范围的量 使用第二负极活性材料时,可W增加负极的放电电位。另一方面,当W大于该范围的量使用 第二负极活性材料时,作为碳质材料的第一负极活性材料被W相对小的量使用,导致二次 电池的容量特性和储藏寿命特性劣化。
[0041] 更特别地,为了满足对于在正极和负极之间的初始充放电效率的要求,W及在负 极中的第一和第二负极活性材料的初始充放电要求,负极可W包含上述第一负极活性材 料,特别地为石墨,更特别地为具有2皿~30皿的平均直径(Dso)的石墨;和第二负极活性材 料,特别地为选自Si类材料、Sn类材料及其氧化物中的一种或两种W上的混合物,更特别地 为选自具有50nm~IOwii的平均粒径(Dso)的Si和SiOx(其中X为0<x<2)中的一种或两种W上 的混合物,其中所述第一负极活性材料和所述第二负极活性材料的重量比为80: 20~ 99.95:0.05〇
[0042] 在根据本发明的一个示例性实施方案的裡二次电池中,渗混(blending)第一负极 活性材料和第二负极活性材料W形成混合负极活性材料的方法没有特别限制,但是在本文 中可W使用在相关技术中已知的各种方法。
[0043] 根据本发明的一个示例性实施方案,第一负极活性材料和第二负极活性材料在混 合方法的方面可W简单地混合或机械地混合。例如,第一负极活性材料和第二负极活性材 料可W使用白(motar)简单地混合,或可W通过使用叶片或球磨机WlOO~1,0(K)巧m的转速 旋转第一负极活性材料和第二负极活性材料来机械地施加压缩应力,从而形成复合材料 (composite)。
[0044] 根据本发明的又一个示例性实施方案,第一负极活性材料和第二负极活性材料可 W W如下状态存在:其中第一负极活性材料和第二负极活性材料中的一种的表面被涂覆在 另一种负极活性材料的表面,或第一负极活性材料和第二负极活性材料可W W复合材料的 形式彼此渗混。例如,当涂覆表面时,第二负极活性材料可W涂覆在第一负极活性材料上, 或第一负极活性材料可W涂覆在第二负极活性材料上。
[0045] 此外,在根据本发明的一个示例性实施方案的裡二次电池中,负极可W进一步包 含至少一种第=负极活性材料。
[0046] 例如,另一种第=负极活性材料可W涂覆在第一负极活性材料和第二负极活性材 料的表面上,或根据本发明的一个示例性实施方案的第一负极活性材料和第二负极活性材 料可W涂覆在第=负极活性材料的表面上。此外,所有第一至第=负极活性材料可W通过 简单混合和机械混合而彼此渗混,从而W复合材料的形式被包含。在该情况下,第=负极活 性材料可W特别地具有比第一负极活性材料更高的初始充放电效率。因此,当其满足对于 初始充放电效率的要求时,在相关领域中常用的至少一种负极活性材料可W被包含。
[0047] 同时,在根据本发明的一个示例性实施方案的裡二次电池中,在正极中包含的正 极活性材料没有特别限制,但是例如可W包含选自如下的一种或两种W上的混合物: ^(:0〇2,^化〇2,^]\111〇2,^]\1112〇4,11(化3(:06]?11。)〇2(其中0<日<1,0<6<1,0<。<1,且日+6+。=1), Li(NiaCobAlc)02(其中0<a<l,0<b<l,0<c<l,且a+b+c = l),LiNil-YCoY02(其中0<Y<l), LiCoi-YMnY〇2(其中0< Y<l),LiNii-YMnY〇2(其中0<¥<1),1^1(化3(:〇6]?11。)〇4(其中0<日<2,0<6<2, 0<(3<2,且a+b+c = 2),LiMn2-zNiz〇4(其中0<Z<2),LiMn2-zC〇z〇4(其中0<Z<2),Li(LiaMb-a-b'M '6')02-。八。(其中0<曰<0.2,0.6<6<1,0<6'<0.2,0<〇<0.2;]\1包含胞和选自化、(:〇、尸6、 化、¥、〇1、&1和1'1中的至少一种;]?'为选自]\%、5'、8曰、〔(1、化、41、1'1、尸6、¥和^中的至少一种, 且A为选自P、F、S和N中的至少一种),和LixFeP化(其中0.5<x<1.3)。
[0048] 此外,在裡儀钻儘氧化物的情况下,当在过渡金属中包含的儘的含量大于或等于 SOmol %时,二次电池的容量特性可W非常低且低到其中二次电池应该被充电至高电压W 被活化的任意程度。由于运种高电压充电,二次电池的结构可能被损坏。因此,在根据本发 明的一个示例性实施方案的裡二次电池中,考虑到在上述正极和负极的初始充放电效率控 制下的电池性能、输出特性和储藏寿命特性的显著提高效果,正极活性材料可W包含选自 Li(NiaC〇bMnc)〇2(其中 0<日<1,0<6<1,0<(3<0.5,且3+6+。= 1),^(化3(:〇641。)02(其中0<日<1,0< 6<1,0处<1,且曰+6+。= 1)及它们的混合物中的至少一种。
[0049] 在根据本发明的一个示例性实施方案的裡二次电池中,在正极和负极中分别被包 含的正极活性材料和负极活性材料没有特别限制,只要其满足对于正极和负极的初始充放 电效率的要求,即负极的初始充放电效率低于正极的初始充放电效率。例如,当负极包含石 墨作为第一负极活性材料,并且包括Si类材料(例如,Si粒子)、Sn类材料或其氧化物作为第 二负极活性材料时,正极可 W 包含Li (NiaCobMnc) 〇2 (其中 0<a< 1,0<b< 1,0<(:<0.5,且a+b+c = 1)山(化3加41。)〇2(其中0<曰<1,0邻<1,0<(3<1,且曰+6+。= 1)或它们的混合物作为正极活性 材料W诱导负极的初始充
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1