CN102484252A - 用于可充电锂电池的负活性物质及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于可充电锂电池的负活性物质及包含该物质的可充电锂电池。用于可充电锂电池的负活性物质，其作为由非晶质碳素材料形成的物质，振实密度为0.7至1.5g/cm3，且休止角为15至55度。

Description

用于可充电锂电池的负活性物质及其制备方法
技术领域
本发明是涉及一种电池，特别是涉及一种用于可充电锂电池的负活性物质的制备方法及包含该物质的可充电锂电池。
技术背景
随手机或笔记本电脑等便携式设备的发展，作为能源资源的可充电电池的需求也正在急速增加。最近作为混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)的动力资源，可充电电池的使用被更现实化。据此，有关对应多种需求的可充电电池的许多研究也更进一步。特别是，对具有高能源密度、高放电电压和输出的可充电锂电池的需求也越来越高。
由于电动汽车中使用的可充电锂电池必须具备高能源密度和在短时间内可发挥高输出的特性，同时根据电流可在短时间内反复充放电的条件下必须要能够使用10年以上，因此必然需要具备比现有的小型可充电锂电池更优秀的输出特性和可长期使用的特性。
但是，将锂金属作为可充电电池的负极来使用时，会出现锂金属可逆性下降的问题。具体地说，通过充电，电解质中存在的锂离子电沉积于负极的锂金属中后，该沉积的锂离子中的一部分通过放电过程重新被溶解成电解质。即，通过充电过程电沉积的锂中，由于只有一部分在放电过程中可被重新使用，所以为了避免容量减少，相对来说需要更多量的锂。此外，充电时锂以树枝状或针状的表面构造电沉积于锂金属表面。其中，以树枝状分支的锂冲破分离膜与阳极接触可引起内部的短路。在这种情况下发生的短路可引发急剧反应造成电池爆炸。此外，由于锂的树枝状分支随电流密度越大越活跃，所以，在需要快速充电的电池中，具有不能使用锂金属的缺点。
发明内容
技术课题
本发明的一个实施例提供一种用于可实现高使用寿命和高输出的可充电锂电池的负活性物质的制备方法和包含该物质的可充电锂电池。
技术方案
根据本发明的一个实施例的用于可充电锂电池的负活性物质，该负活性物质作为由非晶质碳素材料形成的物质，振实密度为0.7至1.5g/cm3，且休止角为15至55度，用于改善可充电锂电池的输出。
根据本发明的一个实施例的可充电锂电池，其包括负极和正极；以及位于所述负极和正极之间的电解质，其中，所述负极包含所述负活性物质。
根据本发明的一个实施例的用于可充电锂电池的负活性物质，其包括非晶质碳素粉末，所述非晶质碳素粉末通过将石油焦炭、煤焦炭、煤炭沥青、石油沥青、中间相沥青、中间相炭微球、和氯乙烯树脂在500℃至2500℃中碳化来获得。
根据本发明的一个实施例的用于可充电锂电池的负活性物质的制备方法，包括以下步骤：将原料前体粉碎成粉末形态，其中所述原料前体是从由石油焦炭、煤焦炭、煤炭沥青、石油沥青、中间相沥青、中间相炭微球、和氯乙烯树脂形成的群中选择的至少一种；以及将粉碎的所述原料前体在500℃至2500℃中加热。
技术效果
根据本发明的实施例，由于负活性物质的振实密度较高，电极密度被提高，因此可增大可充电锂电池的容量。此外，由于负活性物质的休止角较小，可充电锂电池的输出被改善，因此可抑制使用寿命下降。
具体实施方式
用于实施的最优选形式
以下，对根据本发明的一个实施例的用于可充电锂电池的负活性物质的制备方法和包含该物质的可充电锂电池进行详细地说明。
根据本发明的一个实施例的用于可充电锂电池的负活性物质由非晶质碳素材料所形成。所述非晶质碳素材料可制成具优秀的高速充电特性和周期(cycle)特性的可充电锂电池。
所述非晶质碳素材料可使用软碳材料(soft carbon)和硬碳材料(hardcarbon)中的任何一种，但优选是，使用软碳材料。
所述软碳材料是原料前体的石墨化过程中存在的碳素材料，其中一部分为规则性排列的六方晶(六面体构造排列)。所述软碳材料可通过以下方法来获得：将所述原料前体在空气或惰性气体氛围下，以及在预设的温度条件下进行热处理，从而将所述原料前体的一部分石墨化。在该过程中，根据需要可进行粉碎和/或碎解的过程。例如，所述负活性物质可通过以下步骤被制备：将原料前体粉碎成粉末状；以及将粉碎的原料前体在500℃至2500℃中加热。
所述粉碎和/或碎解可利用类似球磨机(ball mill)、磨碎机(attritionmill)、振动式磨机(vibration mill)、盘磨机(disk mill)、喷磨机(jet mill)、粉碎机(rotor mill)等辗磨机将所述原料前体辗磨。所述辗磨可通过干式工程、湿式工程、或干式与湿式相结合的工程来进行。在粉碎和/或碎解工程中，可通过粉碎速度、压力、时间等来调节粒子的平均粒径和粒度分布。因此，所述负活性物质的平均粒径和粒度分布可通过所述粉碎和/或碎解过程被决定。
所述软碳材料的原料前体不受特别地限制，例如，可单独使用石油焦炭、煤焦炭、煤炭沥青、石油沥青、中间相沥青、中间相炭微球、和氯乙烯树脂等中的一种或是混合2种以上。
所述负活性物质，振实密度(tap density)可为0.7至1.5g/cm3。所述振实密度是指按由粒子形成的粉末的单位体积质量，规则地进行敲打或振动时粒子之间空隙的密度。对所述振实密度具重要影响的要素可为粒子的大小分布、水分含量、粒子形状、凝聚力(cohesiveness)等。通过所述振实密度可预测物质的流动性和压缩性(compressibility)。所述振实密度可依据ASTMD4781来测定，并可使用计算式TD＝W/V(TD：振实密度，W：样品重量(g)，V：振实后的样品体积)来算出。当所述振实密度大于0.7g/cm3时，在根据本发明的一个实施例的用于可充电锂电池的负极中比起具有相同体积的现有电池可确保更多的所述负活性物质，同时非水电解质可均衡地浸入所述负活性物质。当所述振实密度小于0.7g/cm3时，所述可充电锂电池单位体积相对所述负活性物质含量来说被减少，由此所述可充电锂电池单位体积容量会被减少。当所述振实密度大于1.5g/cm3时，在电极制造过程中不能较好地压缩，集电体发生脱落现象，且电解质的注入时间加长，具有工程上变得更难且高速充放电特性低下的问题。
所述负活性物质，休止角(angle of repose)可为15至55度。所述休止角是指停止的粉体堆积层的自由表面与水平面形成的角度。结构粒子的粒度越大、越有棱角、水分含量越高、凝聚性越大、微分越小，则所述休止角就越大。当休止角较小时粉体的流动性较好。例如，所述休止角，可在半径为r的容器(schale)上使所述负活性物质从滤器流出且堆积后直接测定，或是在测定该物质堆积层的高度后，利用堆积层的高度来测定。当休止角小于55度时，使负极合剂进入负集电体时，负活性物质的沉浸成分可被净化。因此，所述负活性物质不存在分离或沉淀的现象，可使负极合剂均等地进入。此外，由于负极合剂的脱落被防止，同时电极反应的部分集中被抑制，因此可抑制可充电锂电池输出和使用寿命的下降。但是，当休止角在不到15度或超过55度时，负极粘合时负活性物质、导电材料、粘合剂之间的凝聚性较低，活性物质和导电材料不能均匀地混合从而造成输出低下的问题，或是具有负活性物质之间的空隙小，电解质不能充分地被吸收从而影响放电功率的问题。
所述负活性物质，卡尔指数(Carr’s index)可为15至30。所述卡尔指数是指通过计算式C＝100*((V0-Vf)/V0)(C：卡尔指数，V0：振实前的样品体积，Vf：振实后的样品体积)算出的值。在制备可充电锂电池的负极时，例如，在负活性物质、导电材料、粘合剂的混合工程中，具自由流动性的粒子各自独立地移动，相反，非自由流动性粒子具引力地移动。在这种情况下，当引力大于重力时，在因重力的混合过程中不发生粒子的分离现象。由于粒子的大小在多种混合物中会发生因重力的较大的分离现象，因此在负活性物质的制备中，非自由流动性粒子比较有利。当卡尔指数不到15时，负活性物质、导电材料、粘合剂之间的引力较弱，存在不能均匀混合的问题。当卡尔指数超过30时，由于混合后放置一边，具有慢慢地会发生正极合剂粒子的沉淀现象的问题。此外，在集电体上涂抹时，搅拌的涂抹溶液中粒子被凝聚且较难进行平坦的涂抹，因此，在电极的表面会发生一部分凹凸不平的问题。
所述负活性物质，摩擦系数可为0.03至1.0；优选是大于0.20小于0.90；更优选是大于0.50小于0.85。一般情况下，粒子表面的粗糙、模样的不规则等会影响摩擦系数，当负活性物质的粗糙表面与电解质反应时，会增大可产生负面反应的面积，且非可逆性容量增大，使容量特性恶化。此外，制备电极时，在伴有强烈垂直载荷的压缩工程中摩擦系数超过1.0时，不能进行均匀地涂抹并会发生脱落现象。当摩擦系数小于0.03时，由于负极活性物质非常圆且不存在微米气孔，所以锂离子将要结合的气孔非常小，存在容量会变小的问题。
所述负活性物质，真密度(true density)可为1.7至2.3g/cm3，当真密度小于1.7g/cm3时，由于负活性物质内部的空隙较多，表面积也较大，因此正离子没有被嵌入负活性物质表面和内部而是被释出，在这种情况下，被释出的正离子使容量和周期特性低下。相反，当真密度大于2.3g/cm3时，由于负活性物质内部的空隙较少，因此电解质不浸入电极内部，可充电锂电池的容量会被减小。
所述负活性物质，其中，射线衍射XRD分析结果，负活性物质的d(002)轴方向的决定长度(Lc)可为10至
Figure BDA0000133086930000051
所述d(002)轴方向的决定长度较长是指所述非晶质碳素材料的石墨化程度较高，C轴方向的决定长度较短是指所述非晶质碳素材料的石墨化程度较低，非晶质化较强。当负活性物质d(002)轴方向的决定长度小于时，负活性物质的电导率较低，在制备电极时，由于需要更多的导电性物质，因此作为高容量的负活性物质具有不适合的一面。当负活性物质d(002)轴方向的决定长度大于
Figure BDA0000133086930000053
时，虽然导电性及使用寿命特性较好，但锂离子在石墨烯层(graphene layer)的表面形成结合(bonding)时面积较小，由于只以层(layer)之间的嵌入/脱嵌来显示充放电特性，因此存在容量变小的问题。
此外，所述负活性物质的射线衍射XRD分析结果，负活性物质的d(002)轴方向的决定间隔，例如，可为3.35至
Figure BDA0000133086930000054
优选是可为3.40至上述的d(002)轴方向的决定间隔为3.35至
Figure BDA0000133086930000056
的负活性物质具有非晶质碳素材料一部分以六方晶规则性排列(六面体构造排列)的特性。
所述负活性物质，其包含球状或椭圆状的粒子。包含球状或椭圆状的粒子的负活性物质与鳞片模样的石墨相比，具有比表面积(Specific Surface Area)较小的特性。因此，所述负活性物质和电解质的反应性降低，1期周期效率性被提高。
所述负活性物质，其平均粒径可为5至15μm。粒子的平均粒径变大时，存在较难将负极的高密度化且较难获得高输出的问题。在所述负活性物质的粒度分布中，粒径为2μm以下的微分可为负活性物质总量的5％以下。这是由于负活性物质中微分越多休止角就越大的原因。在所述负活性物质的粒度分布中，粒径可为15至25μm。所述振实密度根据负活性物质的形状、形状分布、粒径、粒径分布、流动性、气孔率、水分含量、表面特性会有所不同，当d(0.9)的粒径大于25μm时，振实密度则变小。
如上所述，所述负活性物质由非晶质碳素材料所形成，因此所述可充电锂电池的容量和周期特性可被提高。此外，由于所述负活性物质的振实密度较高，可提高可充电锂电池的输出。此外，由于负活性物质的休止角较小，可抑制可充电锂电池的输出和使用寿命特性下降。由于所述负活性物质的卡尔指数、摩擦系数、真密度、d(002)轴方向的决定长度、粒子形状、平均粒径、以及粒度分布等可被最优化，因此，可充电锂电池的高使用寿命和高输出特性可被加倍。
同时，根据本发明的一个实施例的可充电锂电池包括位于配件上端的负极、正极、以及电解质。所述可充电锂电池可进一步包括位于配件上端的负极集电体和正极集电体。此外，所述可充电锂电池可进一步包括分离膜。在此，所述可充电锂电池正常运作的构成要素的积层顺序不受特别地限制。
所述负极可通过以下步骤被制备：将根据本发明的一个实施例的负活性物质、导电材料、粘合剂混合来制备用于制备负极的浆体，然后将用于制备所述负极的浆体涂抹在负极集电体上，以及使其干燥。由于所述负极包含根据本发明的一个实施例的负性活性物质，因此，所述可充电锂电池具有高使用寿命和高输出的特性。
所述正极可通过以下步骤被制备：将正活性物质、导电材料、粘合剂混合来制备用于制备正极的浆体，然后将用于制备所述正极的浆体涂抹在正极集电体上，以及使其干燥。
由于所述正活性物质可使用本技术领域中已知的材料，因此不受特别地限制，例如，将能够使锂可逆性地嵌入/脱嵌的LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4、LiNiVO4、LiCoMnO4、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、V2O5、MnO2、MoO3等单独地使用或2种以上混合来使用。
由于制备所述负极和正极时所使用的导电材料可使用本技术领域中已知的材料，因此不受特别地限制，例如，可使用碳黑(carbon black)、乙炔黑(acetylene black)、热碳黑(thermal black)、槽法碳黑(channel black)、炉法碳黑(furnace black)、石墨等碳素类或金属粉末等。制备所述负极和正极时所使用的粘合剂同样可使用本技术领域中已知的材料且没有特别地限制，例如，可使用聚偏氯乙烯(PVDF)。
所述电解质位于正极和负极的之间，起到在正极和负极之间运送锂离子的介质作用。所述电解质不受特别地限制。例如，可使用非水电解质。所述非水电解质可以是碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲酯、1，1-二甲氧基乙烷、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、V-丁内酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3-二氧戊环、4-甲基-1，3-二氧戊环、茴香醚、二乙醚、环丁砜、甲基环丁砜、乙腈、氯腈、丙腈、三甲基硼酸、四甲基硅酸、硝基甲烷、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、醋酸乙酯、原甲酸三甲酯、硝基苯、盐化苯甲酰、脆化苯甲酰、四氢噻吩、二甲基亚砜、3-methyl-2-oxazolidone、乙二醇、亚硫酸盐、二甲基亚硫酸盐等，其可被单独地使用或2种以上混合来使用。同时，所述电解质，使用无期限固体电解质或有期限固体电解质都可以。所述无期限固体电解质可以是，例如：Li2O-B2O3、Li2O-V2O5-SiO2、Li2SO4-Li2O-B2O3、Li3PO4、LiPON、LiBON等，其可被单独地使用或2种以上混合来使用。所述有期限固体电解质可以是，例如：聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸二酯聚合物、聚赖氨酸(agitation lysine)、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯等，其可被单独地使用或2种以上混合来使用。
所述负极集电体与所述负极电连接。所述负极集电体能够使可充电锂电池不发生化学性变化且具备高度的导电性，且不受特别地限制。例如，作为所述负极集电体可使用白金(Pt)、金(Au)、铜(Cu)、哈氏合金(Hastelloy)、ITO等贵金属类、耐热钢、以及导电性酸化物膜等。所述负极集电体的表面根据需要可形成细微凹凸从而提高负活性物质的粘合力，可以是薄膜、薄片、箔片、网状物、多孔质体、发泡体、毡体等多种形态。
所述正极集电体与所述正极电连接。所述正极集电体使薄膜电池不发生化学性变化且具备高度的导电性，并不受特别地限制。例如，作为所述正极集电体可使用白金(Pt)、金(Au)、铜(Cu)、哈氏合金(Hastelloy)、ITO等贵金属类、耐热钢、以及导电性酸化物膜等。所述正极集电体的表面根据需要可形成细微凹凸从而提高正活性物质的粘合力，可以是薄膜、薄片、箔片、网状物、多孔质体、发泡体、毡体等多种形态。
依照上述的构成可充电锂电池的各结构要素，1个的单位电池可被构成。根据本发明的一个实施例的可充电锂电池可由所述1个的单位电池来形成，对此并不受限制。所述1个的单位电池可通过多个积层来形成，所述可充电锂电池可为圆筒形、直角形、圆币形、盒形等中的任意形态。
以下，参照下面的实施例对本发明进行详细说明。但本发明的技术并不受实施例的局限或限制。在以下的实施例中，根据实施形式，通过碳化条件、粒度大小、模样控制，改变振实密度、休止角、卡尔指数、和摩擦系数来制成了负活性物质。
用于实施的形式
[实施例]
1.制备负活性物质
实施例1
将石油焦炭作为非晶质碳素原料来进行了使用，利用干式喷射碾磨机将所述石油焦炭粉碎成粉末状使所述石油焦炭的平均粒径达到10μm。这时，最大粒度控制在26μm以下，通过袋滤器将最小粒度控制在0.8μm。接着，将被粉末化的石油焦炭以2.5℃/分钟的升温速度升温至1100℃。然后，在最高温度中保持3个小时后以5℃/分钟的冷却速度慢慢冷却。
实施例2
将石油焦炭作为非晶质碳素原料来进行了使用，利用湿式盘磨机将所述石油焦炭粉碎成粉末状使所述石油焦炭的平均粒径达到10μm。这时，通过分类器将最大粒度控制在40μm以下，通过袋滤器将最小粒度控制在0.3μm。接着，将被粉末化的石油焦炭以2.5℃/分钟的升温速度升温至1100℃。然后，在最高温度中保持3个小时后以5℃/分钟的冷却速度慢慢冷却。
实施例3
将石油焦炭作为非晶质碳素原料来进行了使用，利用干式喷射碾磨机将所述石油焦炭粉碎成粉末状使所述石油焦炭的平均粒径达到12μm。这时，通过分类器将最大粒度控制在40μm以下，通过袋滤器将最小粒度控制在0.5μm。接着，将被粉末化的石油焦炭以2.5℃/分钟的升温速度升温至1100℃。然后，在最高温度中保持3个小时后以5℃/分钟的冷却速度慢慢冷却。
实施例4
将石油焦炭作为非晶质碳素原料来进行了使用，利用干式喷射碾磨机将所述石油焦炭粉碎成粉末状使所述石油焦炭的平均粒径达到11μm。这时，通过分类器将最大粒度控制在25μm以下，通过袋滤器将最小粒度控制在0.8μm。接着，将被粉末化的石油焦炭以2.5℃/分钟的升温速度升温至1100℃。然后，在最高温度中保持3个小时后以5℃/分钟的冷却速度慢慢冷却。
比较例1
将石油焦炭作为非晶质碳素原料来进行了使用，利用湿式玻珠研磨机(bead mill)将所述石油焦炭粉碎成粉末状使所述石油焦炭的平均粒径达到10μm。这时，通过分类器将最大粒度控制在40μm以下，通过袋滤器将最小粒度控制在1μm。接着，将被粉末化的石油焦炭以2.5℃/分钟的升温速度升温至1100℃。然后，在最高温度中保持3个小时后以5℃/分钟的冷却速度慢慢冷却。
比较例2
将石油焦炭作为非晶质碳素原料来进行了使用，利用干式喷射碾磨机将所述石油焦炭粉碎成粉末状使所述石油焦炭的平均粒径达到9μm。这时，通过分类器将最大粒度控制在25μm以下，通过袋滤器将最小粒度控制在0.8μm。接着，将被粉末化的石油焦炭以2.5℃/分钟的升温速度升温至1100℃。然后，在最高温度中保持3个小时后以5℃/分钟的冷却速度慢慢冷却。
比较例3
将石油焦炭作为非晶质碳素原料来进行了使用，利用湿式盘磨机将所述石油焦炭粉碎成粉末状使所述石油焦炭的平均粒径达到15μm。这时，通过分类器将最大粒度控制在40μm以下，通过袋滤器将最小粒度控制在0.5μm。接着，将被粉末化的石油焦炭以2.5℃/分钟的升温速度升温至1100℃。然后，在最高温度中保持3个小时后以5℃/分钟的冷却速度慢慢冷却。
比较例4
将石油焦炭作为非晶质碳素原料来进行了使用，利用湿式玻珠研磨机将所述石油焦炭粉碎成粉末状使所述石油焦炭的平均粒径达到10μm。这时，通过分类器将最大粒度控制在40μm以下，通过袋滤器将最小粒度控制在0.3μm。接着，将被粉末化的石油焦炭以2.5℃/分钟的升温速度升温至1100℃。然后，在最高温度中保持3个小时后以5℃/分钟的冷却速度慢慢冷却。
2.制备可充电锂电池
实施例5至8、比较例5至8
除使用了各个实施例1至4和比较例1至4的负活性物质以外，以现有公知的方法制备了根据各个实施例5至8和比较例5至8的可充电锂电池。
3.负活性物质特性测定
测定了通过上述的实施例1至4和比较例1至4所制备的负活性物质的振实密度、休止角、卡尔指数、以及摩擦系数，其结果显示在以下的表1中。
所述振实密度是通过以下方式来获得的：利用康塔仪器(Quatachrome)公司的振实密度安培计(Autotap)，在100ml的量筒中放入90ml的所述负活性物质，测定质量到达单位0.1g后，用长度为3.2mm的桨，以250r/min的旋转速度进行3000次振实，然后测定体积达到1ml后，利用测定器和计算振实密度的算式来算出振实密度。所述休止角是通过细川护熙美光科技公司(Hosokawamicron)的PT-S来测定的。所述卡尔指数是从所述振实密度的测定器和计算卡尔指数的算式来获得的。PT-S使测定粉体的卡尔指数的ASTMD6393-99得到完善。所述摩擦系数是以粉末堆的表面和水平面之间的可能产生的最大角(φ)，在通过PT-S测定休止角后，以tan(φ)＝μ(摩擦系数)的计算式来获得的。
【表1】
Figure BDA0000133086930000101
4.可充电锂电池特性评估
有关各个实施例5至8和比较例5至8的可充电锂电池，是通过以下的实验进行实施的。首先在室温(25℃)氛围下，以5小时率(0.2C)正电流正电压充电后，以5小时率(0.2C)进行放电直到放电终止电压到达1.5V为止，并以相同的条件再次充电。此外，为测定因充放电周期引起的输出下降，在室温中停止24小时后，在50℃的氛围下进行正电流充电，到达设定电压5mV后，以2小时率(0.5C)进行放电直到放电终止电压到达1.5V为止，重新进行充放电。100周期超过后，与初期输出的测试相同，对电池的输出进行测定，并将关于初期输出的100周期后的输出的比率以百分率求出，并将其作为容量维持率(周期维持率)。放电功率是在以2小时率(0.5C)进行正电流充电直到5mV后，以5C进行放电直到放电终止电压到达1.5V为止来测定出的。其中，将关于5小时率(0.2C)的5C输出的比率以百分率求出，并将其作为放电功率。在室温氛围中的输出和维持率的测定结果显示在下面的表2、表3中。
【表2】
  卡尔指数   摩擦系数   库仑效率(％)
  实施例5   17   0.79   85.2
  实施例6   21   0.68   84.5
  比较例5   12   1.05   74.8
参照表2，实施例5和6相对比较例5，其库仑效率更优秀，此外，在制备根据比较例1的可充电锂电池时，在将电极涂层和压轧的过程中发生凹凸不平，从而较难进行平坦地涂抹。由此可确定当卡尔指数较低时，会导致不均等的涂层，并使电极的库仑效率降低。
【表3】
Figure BDA0000133086930000121
参照表3，将具有相同振实密度的实施例7和比较例7进行比较时，实施例7的放电效率相对比较例7的放电效率要高出28％。同时，可以看出实施例7的100周期维持率相对比较例7的100周期要大。此外，将休止角类似的实施例8和比较例8进行比较时，可以看出实施例8的初期容量相对比较例8的初期容量要高出108mAh/ml。因此，可预测，比起小型电池，在大型电池中单位体积输出的差异将更大。在利用休止角超过55度的负活性物质的比较例6、7中，粒子之间的空间较小，负活性物质不均匀地分布于电解质，放电功率明显低下，且100周期维持率各自为74.8％和77.8％，从而可确定一部分存在电解质的部分中电极反应被集中，因此非可逆性容量持续增大从而使电池的周期特性下降。
以上，虽然对本发明的实施例进行了说明，但本发明所属领域中具备通常知识的人均可以在此技术特征范围内进行各种修改和变形。
因此，如上所述的实施例是为了向本发明所属领域中具备通常知识的人具体说明本发明的范围而提供，但是本发明并不局限于所述的实施例，本发明由权利要求的范围被定义。

Claims (12)

1.一种用于可充电锂电池的负活性物质，其作为由非晶质碳素材料形成的物质，振实密度为0.7至1.5g/cm3，且休止角为15至55度，用于改善可充电锂电池的输出。
2.如权利要求1所述的用于可充电锂电池的负活性物质，其中，卡尔指数为15至30。
3.如权利要求1所述的用于可充电锂电池的负活性物质，其中，摩擦系数为0.03至1.0。
4.如权利要求1所述的用于可充电锂电池的负活性物质，其中，真密度为1.7至2.3g/cm3。
5.如权利要求1所述的用于可充电锂电池的负活性物质，其中，d(002)轴方向的决定长度为10至
Figure FDA0000133086920000011
6.如权利要求1所述的用于可充电锂电池的负活性物质，其中，d(002)轴方向的决定间隔为3.35至
Figure FDA0000133086920000012
7.如权利要求1所述的用于可充电锂电池的负活性物质，其包含平均粒径为5至15μm的球状或椭圆状粒子。
8.如权利要求1所述的用于可充电锂电池的负活性物质，其中，在粒度分布中d(0.9)的粒径为15至25μm。
9.如权利要求1所述的用于可充电锂电池的负活性物质，其中，所述非晶质碳素材料为软碳材料。
10.如权利要求9所述的用于可充电锂电池的负活性物质，其中，所述软碳材料的原料前体是从由石油焦炭、煤焦炭、煤炭沥青、石油沥青、中间相沥青、中间相炭微球、和氯乙烯树脂形成的群中选择的至少一种。
11.一种可充电锂电池，包括：
负极和正极；以及
位于所述负极和正极之间的电解质，
其中，所述负极，其包含权利要求1中所述的负活性物质。
12.一种用于可充电锂电池的负活性物质的制备方法，包括以下步骤：
将原料前体粉碎成粉末形态，所述原料前体是从由石油焦炭、煤焦炭、煤炭沥青、石油沥青、中间相沥青、中间相炭微球、和氯乙烯树脂形成的群中选择的至少一种；以及
将粉碎的所述原料前体在500℃至2500℃中加热。
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