多孔性硅类负极活性物质及包含它的锂二次电池的制作方法_4

文档序号:8386100阅读:来源:国知局
使用。
[0080] 选择性地,根据本发明储存的电解液还可包括添加剂,上述添加剂为通常的电解 液所包含的过充电防止剂等。
[0081] 在正极和负极之间配置隔膜来形成电极组件,并将上述电极组件放入圆筒形电池 外壳或方形电池外壳,或者放入侣袋之后注入电解质则制备完成上述裡二次电池。或者,在 将上述电极组件层叠之后,将其浸溃于电解液,将所得到的结果物放入电池外壳进行密封 则制备完成上述裡二次电池。
[0082] 本发明的裡二次电池不仅可用于电池单元W作小型设备的电源,还可优选地用作 大中型电池组件的单位电池,上述大中型电池组件包括多个电池单元。上述大中型设备的 优选例为电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车、蓄电系统等,但并不限定于此。
[0083] 实施例1
[0084] 混合平均粒径〇5。为5ym、比表面积炬ET-SSA)为18mVg的多孔性Si粒子a及石 墨粒子b,上述石墨粒子bW按80:20的重量比混合平均粒径町。为20ym的粗粒石墨粒子 和平均粒径町。为3ym的微粒石墨粒子而成,从而制备出负极活性物质。此时上述Si粒子 a及石墨粒子b的混合比为5:95。
[0085] 比较例1
[0086] 除了仅使用平均粒径町。为20ym的粗粒石墨粒子,来作为上述石墨粒子b之外, W与实施例1相同的方法制备出负极活性物质。
[0087] 比较例2
[008引除了使用纯Si粒子来代替多孔性Si粒子之外,W与实施例1相同的方法制备出 负极活性物质。
[0089] 比较例3
[0090] 除了使用纯Si粒子来代替多孔性Si粒子之外,W与比较例1相同的方法制备出 负极活性物质。
[0091] <制备硬币型半电池〉
[0092] 实施例2
[0093] 使用在上述实施例1中制备的负极活性物质,将己诀黑用作导电剂,W及将聚偏 氣己締用作粘合剂,并W95:1:4的重量比进行混合,之后将其在N-甲基-2-化咯烧酬溶剂 中进行混合,从而制备出浆料。W30ym的厚度将所制备的浆料涂敷于铜集电体的一面,并 在进行干燥及压延后,按规定大小冲裁,从而制备出负极。
[0094] 在包含W30:70的重量比混合碳酸己締醋及碳酸二己醋来制备的有机溶剂W及 包含1. 0M的LiPFe的混合溶剂中,W电解液总量为基准,添加10重量百分比的氣代碳酸己 締醋,从而制备出非水性电解液。
[0095]作为对电极(counterelectrode),使用裡金属巧(foil),并在将聚締姪隔膜介于 两个电极之间后,注入上述电解液来制备出硬币型半电池。
[0096] 比较例4至比较例6
[0097] 作为负极活性物质,使用比较例1至比较例3中所制备的负极活性物质,来代替在 上述实施例1中所制备的负极活性物质,除此之外,W与上述实施例2相同的方法制备出硬 币型半电池。
[009引实验例1 ;寿命特性及容量特性的分析
[0099] 为了确认上述实施例2及比较例4至比较例6中所制备的硬币型半电池的基于 充放电循环的容量特性及寿命特性,在23°C的温度下,并在恒流/恒压(CC/CV)条件下W 0. 1C对在实施例2及比较例4至比较例6中所制备的硬币型半电池充电至5mV、0. 005C之 后,在恒流(CC)条件下,W0. 1C放电至1.5V,并测定了容量。
[0100] 之后,在恒流/恒压(CC/CV)条件下,W0. 5C充电至5mV、0. 005C之后,在恒流条 件下,W0. 5C放电至1. 0V,之后反复实施1至50循环。并且,将结果显示在下表1。
[0101] 表 1
[0102]
【主权项】
1. 一种负极活性物质,其特征在于, 包含多孔性硅类粒子及碳粒子; 所述碳粒子包含平均粒径互不相同的微粒碳粒子及粗粒碳粒子。
2. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,所述微粒碳粒子的平均粒径 (D50)为Iym至 10ym〇
3. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,所述粗粒碳粒子的平均粒径 (D50)为 10ym至 30ym。
4. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,按重量比,所述多孔性硅类粒子 与碳粒子的混合比为1:1至1:20。
5. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,相对于碳粒子的总重量,包含1 重量百分比至30重量百分比的所述微粒碳粒子。
6. 根据权利要求5所述的负极活性物质,其特征在于,按重量比,所述微粒碳粒子与粗 粒碳粒子的混合比为1:4至1:9。
7. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,所述多孔性硅类粒子的平均粒 径(D5tl)为Iym至 20ym。
8. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,所述多孔性硅类粒子的气孔的 平均直径为30nm至500nm。
9. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,所述多孔性硅类粒子的比表面 积为 5m2/g至 50m2/g。
10. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,所述多孔性硅类粒子为多孔性 SiOx(0 <X< 2)或由下述化学式1表示的多孔性硅类化合物, 化学式1 : MySi 在所述化学式 1 中,M包含含有Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、PcULa、Hf、Ta、W、Re、0s、Mg、Ca、B、P、Al、Ge、Sn、Sb、Bi及Li中的一种元素或其中的两 种以上的元素, y为 0.001 至 0.4。
11. 根据权利要求10所述的负极活性物质,其特征在于,所述多孔性硅类粒子为多孔 性Si粒子。
12. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,所述碳粒子为选自人造石墨、 天然石墨、中间相碳、非晶质硬碳、低结晶软碳、炭黑、乙炔黑、科琴黑、超导炭黑、石墨烯、纤 维状碳及表面被覆盖的石墨中的一种或其中的两种以上的混合物。
13. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,所述微粒碳的形状为球形、方 形、鳞片状、板状、点状或它们的混合形态。
14. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,所述粗粒碳的形状为无定形、 鳞片状、板状、纤维状、球形或它们的混合形态。
15. 根据权利要求1所述的负极活性物质,其特征在于,所述多孔性硅粒子及碳粒子互 相混合或借助机械研磨来复合化。
16. -种负极,其特征在于,包含如权利要求1所述的负极活性物质。
17. -种锂二次电池,其特征在于,包括如权利要求16所述的负极。
【专利摘要】本发明提供负极活性物质,其特征在于,包含多孔性硅类粒子及碳粒子;上述碳粒子包含平均粒径互不相同的微粒碳粒子及粗粒碳粒子。本发明的一实施例的负极活性物质,通过一同包含多孔性硅类粒子以及平均粒径互不相同的微粒碳粒子及粗粒碳粒子,从而可增加多孔性硅类粒子与碳粒子之间的接触性,由此可进一步提高锂二次电池的寿命特性。
【IPC分类】H01M4-134, H01M4-583, H01M4-587, H01M10-052
【公开号】CN104704660
【申请号】CN201480002570
【发明人】李美林, 金贤撤, 金银卿, 李龙珠, 柳正宇
【申请人】株式会社Lg化学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年9月16日
【公告号】EP2879216A1, EP2879216A4, WO2015041450A1
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