负极活性物质及其制备方法_4

文档序号:8436025阅读:来源:国知局
酬、丙酬及水等。
[0099] 上述导电剂只要不会对电池引起化学变化且具有导电性的,就不受特殊限制,例 如,能够使用天然石墨或人造石墨等的石墨;炭黑、己诀黑、科琴黑、槽法炭黑、炉法炭黑、 灯黑及热黑等炭黑;碳纤维或金属纤维等导电性纤维;碳纳米管等导电性管;碳氣化合物、 侣、镶粉末等金属粉末;氧化锋、铁酸钟等导电性晶须;氧化铁等导电性金属氧化物;聚苯 撑衍生物等导电性材料。
[0100] 上述分散剂能够使用水类分散剂或N-甲基-2-化咯烧酬等有机分散剂。
[0101] 与上述负极的制备方法相同,可在混合正极活性物质、导电剂、粘合剂及溶剂来制 备浆料后,将浆料直接涂敷于金属集电体或诱铸于单独的支撑体上,并将从上述支撑体剥 离的正极活性物质膜层叠于金属集电体上,从而制备正极。
[0102] 作为上述正极活性物质,可W举出裡钻氧化物(LiCo〇2)、裡镶氧化物(LiNi化)、 Li(NixCOyMrizMv) 〇2 (在上述式中,M为选自由A1、Ga及In组成的组中的一种或其中的两种W 上的元素;0. 3《X< 1. 0、0《y、Z《0. 5、0《V《0. 1、x+y+z+v= 1)、Li(LiaMb-a-b'M,b') 〇2-cAc(在上述式中,0《a《0. 2、0. 6《b《1、0《b'《0. 2、0《c《0. 2,M包含Mn和 选自由Ni、Co、Fe、化、V、化、化及Ti组成的组中的一种W上,M'为选自由Al、Mg及B组成 的组中的一种W上,A为选自由P、F、S及N组成的组中的一种W上)等层状化合物或被一 种或一种W上的过渡金属取代的化合物;化学式Lii+yMn2_y〇4(其中,y为0~0. 33)、LiMn〇3、 LiMn2〇3、LiMn〇2等裡铺氧化物;裡铜氧化物(LiaCiA)山1¥3〇8、^。63〇4、¥2〇5、化2乂2〇7等饥氧化 物;由化学式LiNii_yMy〇2(其中,M=0〇、]\111、41、〇1、尸6、]\%、8或63,7= 0.01~0.3)表示 的Ni型裡镶氧化物;由化学式LiMn2_yM/)2(其中,M=0〇、化、尸6、化、化或化,7= 0.01~ 0. 1)或Li2Mn3M〇8(其中,M=Fe、Co、Ni、化或Zn)表示的裡铺复合氧化物;化学式Li的一 部分被碱±金属离子取代的LiMn2〇4;二硫化物化合物;Fe2(Mo〇4)3等,但并不局限于此。
[0103] 作为上述隔膜,可单独或W层叠的方式使用W往用作隔膜的通常的多孔性聚合物 膜,例如,利用己締均聚物、丙締均聚物、己締/ 了締共聚物、己締/己締共聚物及己締/丙 締酸甲醋共聚物等聚締姪类聚合物来制备的多孔性聚合物膜,或者能够使用通常的多孔性 无纺布,例如,由高烙点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸己二醇醋纤维组成的无纺布及在聚合物 隔膜基材的一面W上涂敷陶瓷来使用,但并不局限于此。
[0104] 在使用于本发明一实施例的电解液中,能够作为电解质来包含的裡盐只要是通 常使用于二次电池用电解液的,就不受限制,例如,作为上述裡盐的阴离子,能够使用选自 由F_、cr、r、N03_、N(CN)2_、BF*-、Cl〇4_、PFe-、CF3)2PF4_、(CF3)3PF3_、(CF3)4PF2_、(CF3)sPF-、 (CF3)eP-、CF3S〇3-、CF3CF2S〇3-、(CF3S〇2)2N-、WS〇2)2N-、CF3CF2(CF3)2C〇-、(CF3S〇2)2CH-、(SW3C-、 (CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3-、CF3CO2-、C&OV、SCN-及(CF3CF2SO2)2N-组成的组中的一种。
[0105] 在使用于本发明的一实施例的电解液中,作为电解质所包含的有机溶剂,只要是 通常使用的有机溶剂,就不受限制,代表性的有选自由碳酸丙締醋、碳酸己締醋、碳酸二己 醋、碳酸二甲醋、碳酸甲己醋、碳酸甲丙醋、碳酸二丙醋、氣代碳酸己締醋(fluoro-ethylene carbonate)、二甲基亚讽、己膳、二甲氧基己烧、二己氧基己烧、碳酸亚己締醋、环了讽、 丫-了内醋、亚硫酸丙締醋、四氨快喃、甲酸甲醋(methyl化rmate)、己酸甲醋(methyl acetate)、己酸己醋(eth}dacetate)、己酸异丙醋(isoprop5dacetate)、己酸异戊醋 (isoamylacetate)、丙酸甲醋(methylpropionate)、丙酸己醋(eth}dpropionate)、丙酸 丙醋(propylpropionate)、丙酸了醋化ut}dpropionate)、了酸甲醋(methylbut}date) 及了酸己醋(et的1bu切late)组成的组中的一种或其中的两种W上混合物。
[0106] 尤其,在上述碳酸醋类有机溶剂中,作为环形碳酸醋的碳酸己締醋及碳酸丙締醋 作为高粘度的有机溶剂,因电容率高而很好地解离电解质内的裡盐,因此能够优选使用,但 若在该种环形的碳酸盐里W适当的比率混合碳酸二甲醋及碳酸二己醋之类的低粘度、低电 容率的线性碳酸醋来使用,则能够制备具有高导电度的电解质,因而能够更优选使用。
[0107] 选择性地,根据本发明来储存的电解质还能够包含防过充电剂等添加剂,上述防 过充电剂包含通常的电解质。
[010引若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 池外壳或角形电池外壳或侣袋之后,注入电解质,则完成二次电池。或者,若在层叠上述上 述电极组件后,浸溃于电解质,并将所取得的结果物放入电池外壳并进行密封,则完成裡二 次电池。
[0109] 本发明的裡二次电池不仅能够使用于作为小型装置的电源来使用的电池单元,而 且优选地,能够作为单位电池使用于包括多个单体的大中型电池模块。作为上述大中型装 置的优选例,虽然可W举出电动汽车、混合动力电动汽车、插电式混合动力汽车、蓄电系统 等,但并不局限于此。
[0110] W下,为了更具体地说明本发明而举出实施例来进行详细说明。但需要解释的是, 本发明的实施例可W变形为多种不同的形态,本发明的范围不应局限于下述的实施例。本 发明的实施例为了向本发明所属技术领域的普通技术人员更完整地说明本发明而提供。
[0111] 用于实施发明的形态
[0112] <制备负极活性物质〉
[0113] <制备多孔性娃类负极活性物质〉
[0114] 实施例1
[011引 < 步骤(i);使用金属M和Si来制备Si-M,Si冷金粉末的步骤〉
[0116] 使用24mol%的高纯度的Ti粉末及76mol%的Si,并在高能量球磨机(S阳Xmill) 中装满氣(Ar)的状态下,装入粉末及球,进行15个小时的研磨,从而制备出Si-TiSi2合金 粉末。
[0117] <步骤(ii):将上述Si-TiSi2合金粉末与蚀刻溶液进行混合及揽拌来进行蚀刻, 从而去除TiSis的步骤〉
[0118] 在约500°C的温度下,对在上述步骤(i)中得到的Si-TiSi2合金粉末进行热处理, 并将其浸在1M的氣化氨来进行混合及揽拌,W此进行1个小时的蚀刻之后,执行了充分的 清洗和过滤。在l〇〇°C的干燥炉中,对已过滤的结果物进行2个小时的干燥,从而得到了多 孔性娃类负极活性物质,上述多孔性娃类负极活性物质包括;巧部,包含Si及TiSis;W及 包含Si及多个气孔的壳部,形成于上述巧部上。
[0119] 表1示出实施例1的多孔性娃类负极活性物质的物理性质。
[0120] 实施例2至实施例6
[0121] 除了W在下表1中所记载的条件来对在实施例1的步骤(ii)中得到的Si-TiSi2 合金粉末执行操作之外,W与实施例1相同的方式执行操作,从而制备出在下表1中所记载 的多孔性娃类负极活性物质。
[0122] 实施例7
[012引 < 步骤(i);使用金属M和Si来制备Si-MxSiy合金粉末的步骤〉
[0124] 使用24mol%的高纯度的Ti粉末及76mol%的Si,并在高能量球磨机(S阳Xmill) 中装满氣(Ar)的状态下,装入粉末及球,进行15个小时的研磨,W此制备出Si-TiSi2合金 粉末。
[01巧] < 步骤(ii);将上述Si-TiSi2合金粉末与蚀刻溶液进行混合及揽拌来进行蚀刻, 从而去除TiSis,来得到多孔性娃类粒子的步骤〉
[01%] 在约800°C的温度下,对在上述步骤(i)中得到的Si-TiSi2合金粉末进行热处理, 并将其浸在1M的氣化氨来进行混合及揽拌,W此进行1个小时的蚀刻之后,执行了充分的 清洗和过滤。在l〇〇°C的干燥炉中,对已过滤的结果物进行2个小时的干燥,从而得到了多 孔性娃类粒子,上述多孔性娃类粒子包括:巧部,包含Si及TiSis;W及包含Si及多个气
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