CN103262312A - 负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池 - Google Patents
负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103262312A CN103262312A CN2011800606891A CN201180060689A CN103262312A CN 103262312 A CN103262312 A CN 103262312A CN 2011800606891 A CN2011800606891 A CN 2011800606891A CN 201180060689 A CN201180060689 A CN 201180060689A CN 103262312 A CN103262312 A CN 103262312A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- negative active
- active core
- shell material
- carbon
- oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 title abstract 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000002180 crystalline carbon material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims description 43
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 3
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 abstract 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- -1 sulphur compound Chemical class 0.000 description 20
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 9
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 9
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 6
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 5
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 3
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 3
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 3
- URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N lithium;oxonickel Chemical compound [Li].[Ni]=O URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 2
- 241001597008 Nomeidae Species 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical class [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004862 dioxolanes Chemical class 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002102 lithium manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido-oxo-(oxomanganiooxy)manganese Chemical compound [Li+].[O-][Mn](=O)O[Mn]=O VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HLXZNVUGXRDIFK-UHFFFAOYSA-N nickel titanium Chemical compound [Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni] HLXZNVUGXRDIFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011824 nuclear material Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PYOKUURKVVELLB-UHFFFAOYSA-N trimethyl orthoformate Chemical compound COC(OC)OC PYOKUURKVVELLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 2
- MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene Chemical group FC=C(F)F MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006091 1,3-dioxolane group Chemical class 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 2-Oxazolidone Chemical compound O=C1NCCO1 IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 2-methylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CCCS1(=O)=O PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNWSHHILERSSLF-UHFFFAOYSA-N 4-methylbenzene-1,3-dicarboxylic acid Chemical compound CC1=CC=C(C(O)=O)C=C1C(O)=O PNWSHHILERSSLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000925 Cd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical group COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010014415 Electrolyte depletion Diseases 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- WRYCSMQKUKOKBP-UHFFFAOYSA-N Imidazolidine Chemical compound C1CNCN1 WRYCSMQKUKOKBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007177 Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007180 Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012722 Li3N-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012716 Li3N-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012734 Li3N—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013043 Li3PO4-Li2S-SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013035 Li3PO4-Li2S—SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012810 Li3PO4—Li2S-SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012797 Li3PO4—Li2S—SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012047 Li4SiO4-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012075 Li4SiO4-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012057 Li4SiO4—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015044 LiB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012820 LiCoO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013528 LiN(SO2 CF3)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012513 LiSbF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012573 LiSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012346 LiSiO4-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012345 LiSiO4-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012348 LiSiO4—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 description 1
- ZHGDJTMNXSOQDT-UHFFFAOYSA-N NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O Chemical compound NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O ZHGDJTMNXSOQDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical class CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical class C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BEKPOUATRPPTLV-UHFFFAOYSA-N [Li].BCl Chemical compound [Li].BCl BEKPOUATRPPTLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229960001760 dimethyl sulfoxide Drugs 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021437 lithium-transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- VROAXDSNYPAOBJ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)nickel Chemical compound [Li+].[O-][Ni]=O VROAXDSNYPAOBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000005181 nitrobenzenes Chemical class 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920000379 polypropylene carbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003233 pyrroles Chemical class 0.000 description 1
- 239000001008 quinone-imine dye Substances 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006234 thermal black Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphite Chemical compound CCOP(OCC)OCC BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种二次电池用负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池,所述负极活性材料能够嵌入和脱嵌离子并包含:核,所述核包含结晶性碳基材料;和复合涂层,所述复合涂层包含选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料以及能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物,其中所述复合涂层包含:基质,所述基质包含选自如下的一种组分:(a)所述选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料,以及(b)所述能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物;以及填料,所述填料包含另一种组分且引入至所述基质中。
Description
技术领域
本发明涉及负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池。更具体地,本发明涉及一种二次电池用负极活性材料,所述负极活性材料能够嵌入和脱嵌离子并包含:核,所述核包含结晶性碳基材料;和复合涂层,所述复合涂层包含选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料、以及能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物,其中所述复合涂层包含:基质,所述基质包含选自如下的一种组分:选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料,以及能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物;以及填料,所述填料包含另一种组分且引入至所述基质中。
背景技术
移动装置的技术开发和需求的增加,导致对作为能源的二次电池的需求快速增加。在这些二次电池中,具有高能量密度和电压、长循环寿命和低自放电的锂二次电池可商购获得并被广泛使用。
另外,对环境问题的关注的增加导致与作为使用化石燃料的车辆如汽油车辆和柴油车辆的替代品的电动车辆、混合动力车辆和插电式混合动力车辆相关的大量研究,所述使用化石燃料的车辆是空气污染的主要原因。这些电动车辆通常将镍-金属氢化物(Ni-MH)二次电池用作电源。然而,目前正在进行与具有高能量密度、放电电压和功率稳定性的锂二次电池的使用相关的大量研究,且其一部分可商购获得。
锂二次电池具有其中将包含锂盐的非水电解质浸渗到包含正极和负极以及设置在其间的多孔隔膜的电极组件中的结构,所述正极和负极各自包含涂布在集电器上的活性材料。
通常将锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍氧化物、锂复合氧化物等用作锂二次电池的正极活性材料并通常将碳基材料用作其负极活性材料。还已经考虑使用硅化合物、硫化合物等。
然而,锂二次电池具有各种问题,尤其是与负极的制造和驱动性能相关的问题。
首先,关于负极的制造,用作负极活性材料的碳基材料高度疏水并由此具有如下问题:在制备用于制造电极的浆料的过程中与亲水溶剂的互溶性低、以及固体组分的分散均匀性低。另外,负极活性材料的这种疏水性使得在电池制造过程中高极性电解质的浸渗复杂。电解质浸渗过程在电池制造过程中是一种瓶颈,由此大大降低了生产率。
为了解决这些问题,提出向负极、电解质等中添加表面活性剂。然而,不利地,表面活性剂会对电池的驱动性能带来负面影响。
同时,关于负极的驱动性能,不利地,碳基负极活性材料诱发初始不可逆反应,因为在初始充放电过程(活化过程)期间在碳基负极活性材料的表面上形成固体电解质界面(SEI)层,且由于连续充放电过程期间的SEI层的除去(破损)和再生所造成的电解质耗尽,电池容量下降。
为了解决这些问题,已经尝试了各种方法如通过更强的键形成SEI层或在负极活性材料的表面上形成氧化物层。这些方法具有不适用于商业化的性质如因氧化物层而造成电导率下降和因附加的工艺而造成生产率下降。另外,还存在的问题是,在负极活性材料的表面上生长锂树枝状晶体会造成短路。
因此,越来越需要能够解决这些问题的二次电池。
发明内容
技术问题
因此,为了解决上述问题和尚待解决的其他技术问题而完成了本发明。
作为用于解决如上所述问题的各种广泛且细致的研究和实验的结果,本发明人发现,当通过在结晶性碳基核上形成复合涂层来制造负极活性材料时,能够同时解决与负极制造和电池驱动性能相关的各种问题。基于该发现,完成了本发明。
技术方案
根据本发明的一个方面,提供一种二次电池用负极活性材料,所述负极活性材料能够嵌入和脱嵌离子并包含:核,所述核包含结晶性碳基材料;和复合涂层,所述复合涂层包含选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料、以及能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物,其中所述复合涂层包含:基质,所述基质包含选自如下的一种组分:(a)所述选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料,以及(b)所述能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物;以及填料,所述填料包含另一种组分且引入至所述基质中。
照这样,基于特定的活性材料结构和组分,具有如下结构的负极活性材料能够解决相关技术中的问题,在所述结构中,包含结晶性碳基材料的核涂布有具有基质/填料结构的复合涂层,所述复合涂层包含选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料、以及能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物。
首先,在复合涂层中作为基质或填料组分包含的能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物的表面,根据所用材料的类型,对负极制造用浆料中的亲水溶剂显示高互溶性,由此提高了固体组分在浆料中的分散性。因此,当通过将该浆料涂布至集电器而制造负极时,能够提高诸如粘合剂的组分与负极活性材料之间的分布均匀性并由此能够获得优异的电极性能。
由亲水材料造成的均匀性的提高能够使得在不均匀电极上发生的浆料与部分集电器之间的结合强度的下降最小化。亲水材料提高了活性材料层与集电器表面之间的亲合力以及活性材料层与集电器之间的结合强度,并由此解决了由活性材料层与集电器分离造成的内阻升高的问题。
类似地,在复合涂层中包含的能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物对至少一部分负极活性材料赋予相对高的亲水性,由此在电极制造过程中大大缩短了高极性电解质的浸渗时间并大大提高了电池的生产率。
第二,在复合涂层中包含的能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物预先形成功能与具有强化学键的SEI相同且对负极表面的结合更强的层,由此降低了形成SEI层所需要的不可逆离子的量,使得在重复充放电期间的SEI层的破裂最小化并最终提高了电池的寿命。
第三,作为基质或填料在复合涂层中包含的能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物使得可能由不能嵌入和脱嵌离子的材料的存在引起的电导率的下降最小化。
此外,在锂二次电池的情况中,因为充当核的结晶性碳基材料具有与锂类似的电位,所以可能发生锂树枝状晶体的生长,但通过在高氧化-还原电位下在结晶性碳基材料表面上涂布能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物能够抑制这种生长。
最佳实施方式
下文中,将对本发明进行详细说明。
如上所述,根据本发明的负极活性材料包含:核,所述核包含结晶性碳基材料;和复合涂层,所述复合涂层包含:基质,所述基质包含选自如下的一种组分(例如无定形碳):选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料,以及能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物;以及填料,所述填料包含另一种组分(例如能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物)且引入至所述基质中。
通常,将碳基材料分为:具有完全层状晶体结构的石墨如天然石墨;具有低结晶性层状晶体结构的软碳(石墨烯结构,其中以层的形式排列碳的六边形蜂巢状面);以及具有其中低结晶性结构与非结晶性部分混合的结构的硬碳。
在优选实施方式中,本发明的核组分即结晶性碳基材料可以为石墨或者石墨与低结晶性碳的混合物,且复合涂层组分中的一种组分可以为低结晶性碳、无定形碳或其混合物。
同时,作为构成本发明复合涂层的另一种组分的能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物对于选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料显示相对高的亲水性和极性,由此在混合物制备或电解质浸渗方面提供改善的性能。
硅氧化物的优选实例为由SiOx表示的物质。例如,SiO2嵌入和脱嵌非常少的用于锂二次电池的锂离子。因此,在式中,x满足0.1<x<1.5且更优选0.5<x<1.3以保持硅氧化物的结构并促进离子的嵌入和脱嵌。
在本发明中,根据基质和填料组分,可确定复合涂层的结构。
在第一例示性结构中,将包含能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物的填料引入至包含选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料的基质中。
在第二例示性结构中,将包含选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料的填料引入至包含能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物的基质中。
在复合涂层中,由于基质具有其组分具有连续相的结构、且填料具有其组分具有独立相的结构,所以基质组分的含量不必大于填料组分的含量。
在复合涂层中,选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料的含量以及能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物的含量没有特别限制,只要能够发挥(上述)本发明的预期效果即可。在优选实施方式中,基于复合涂层的总量,选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料的含量可以为10~95重量%,且基于复合涂层的总量,能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物的含量可以为5~90重量%。
基于负极活性材料的总量,复合涂层的量(涂布量)优选为0.1~20重量%。当复合涂层的量过低或其厚度过小时,可能不能获得由复合涂层的形成所造成的效果,另一方面,当复合涂层的量过高或其厚度过大时,不利地,可能不能形成期望的核-复合涂层结构且容量可能下降。
本发明还提供包含所述负极活性材料的负极混合物。
基于负极混合物的总重量,根据本发明的负极混合物包含1~20重量%的粘合剂并任选地包含0~20重量%的导电材料。
粘合剂的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、纤维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶、各种共聚物、和聚合物皂化的聚乙烯醇。
可以使用任意导电材料而没有特别限制,只要其具有合适的电导率而不会在制造的电池中造成化学变化即可。导电材料的实例包括:石墨:碳黑如碳黑、乙炔黑、科琴黑、槽法碳黑、炉黑、灯黑和热裂法碳黑;导电纤维如碳纤维和金属纤维;金属粉末如氟化碳粉末、铝粉末和镍粉末;导电晶须如氧化锌和钛酸钾;导电金属氧化物如二氧化钛;和聚亚苯基衍生物。商购可获得的导电材料的具体实例可包括各种乙炔黑产品(可得自雪佛龙化工公司(Chevron Chemical Company)、Denka Singapore Private Limited和海湾石油公司(Gulf Oil Company))、科琴黑EC系列(可得自Armak Company)、Vulcan XC-72(可得自卡博特公司(Cabot Company))和Super P(特密高公司(Timcal Co.))。
如果期望,则任选地添加填料以抑制负极的膨胀。可以使用任意填料而没有特别限制,只要其不会在制造的电池中造成不利的化学变化且为纤维状材料即可。填料的实例包括烯烃聚合物如聚乙烯和聚丙烯;以及纤维状材料如玻璃纤维和碳纤维。
可单独或以组合的方式添加其他组分如粘度控制剂或粘合促进剂。
粘度控制剂是用于控制电极混合物的粘度并由此促进电极混合物的混合及其到集电体上的涂布的组分,且基于负极混合物的总重量,粘度控制剂以30重量%以下的量存在。粘度控制剂的实例包括但不限于,羧甲基纤维素和聚偏二氟乙烯。在某些情况中,上述溶剂也可以充当粘度控制剂。
粘合促进剂是用于提高活性材料对集电器的粘附的辅助成分,且基于粘合剂,以10重量%的量存在,并且粘合促进剂的实例包括草酸、己二酸、甲酸、丙烯酸衍生物和衣康酸衍生物。
本发明还提供一种二次电池用负极,其中在集电器上涂布有所述负极混合物。
例如,通过如下制造负极:将包含负极活性材料、粘合剂等的负极材料添加至诸如NMP的溶剂中以制备浆料,并将浆料涂布至负极集电器,随后进行干燥和压制。
通常将负极集电器制成具有3~500μm的厚度。可以使用任意负极集电器而没有特别限制,只要其具有合适的电导率而不会在制造的电池中造成不利的化学变化即可。负极集电器的实例包括铜;不锈钢;铝;镍;钛;烧结碳;和经碳、镍、钛或银表面处理过的铜或不锈钢;以及铝-镉合金。负极集电器在其表面上包含细小的不规则,从而提高对负极活性材料的粘附。另外,可以以包括膜、片、箔、网、多孔结构、泡沫和无纺布的各种形式使用集电器。
本发明还提供包含所述负极的二次电池且所述电池优选为锂二次电池。
所述锂二次电池具有其中将含锂盐的非水电解质浸渗到包含设置在正极与负极之间的隔膜的电极组件中的结构。
例如,通过将正极活性材料涂布至正极集电器,随后进行干燥和压制而制备正极,且所述正极还任选地包含其他组分如关于负极的构造在上文所述的粘合剂或导电材料。
通常将正极集电器制成具有3~500μm的厚度。可使用任意正极集电器而没有特别限制,只要其具有合适的电导率而不会在制造的电池中造成不利的化学变化即可。正极集电器的实例包括不锈钢;铝;镍;钛;烧结碳;和经碳、镍、钛或银表面处理过的铝或不锈钢。与负极集电器类似,正极集电器在其表面上包含细小的不规则,从而提高对正极活性材料的粘附。另外,可以以包括膜、片、箔、网、多孔结构、泡沫和无纺布的各种形式使用正极集电器。
正极活性材料为包含两种以上过渡金属作为引起电化学反应的物质的锂过渡金属氧化物,且其实例包括但不限于,被一种或多种过渡金属置换的层状化合物如锂钴氧化物(LiCoO2)或锂镍氧化物(LiNiO2);被一种或多种过渡金属置换的锂锰氧化物;由式LiNi1-yMyO2表示的锂镍氧化物(其中M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B、Cr、Zn或Ga,包含所述元素中的一种或多种元素的锂镍氧化物,0.01≤y≤0.7);由式Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae如Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2或Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2(其中-0.5≤z≤0.5,0.1≤b≤0.8,0.1≤c≤0.8,0≤d≤0.2,0≤e≤0.2,b+c+d<1,M=Al、Mg、Cr、Ti、Si或Y,A=F、P或Cl)表示的锂镍钴锰复合氧化物;由式Li1+xM1-yM’yPO4-zXz(其中M=过渡金属,优选Fe、Mn、Co或Ni,M’=Al、Mg或Ti,X=F、S或N,-0.5≤x≤+0.5,0≤y≤0.5且0≤z≤0.1)表示的橄榄石锂金属磷酸盐。
上面已经结合负极对粘合剂、导电材料和任选添加的组分进行了说明。
隔膜设置在正极与负极之间。作为隔膜,使用具有高离子渗透率和机械强度的绝缘薄膜。隔膜典型地具有0.01~10μm的孔径和5~300μm的厚度。作为隔膜,使用由烯烃聚合物如聚丙烯和/或玻璃纤维或聚乙烯制成的片或无纺布,其具有耐化学性和疏水性。当使用诸如聚合物的固体电解质作为电解质时,所述固体电解质可充当隔膜和电解质两者。
如果合适,可将凝胶聚合物电解质涂布在隔膜上以提高电池的稳定性。
凝胶聚合物的代表性实例包括聚环氧乙烷、聚偏二氟乙烯和聚丙烯腈。当将诸如聚合物的固体电解质用作电解质时,所述固体电解质可还充当隔膜。
含锂盐的非水电解质由非水电解质和锂构成。
非水电解质的实例包括非质子性有机溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、四羟基franc(tetrahydroxy franc)、2-甲基四氢呋喃、二甲亚砜、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二烷、乙醚、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯和丙酸乙酯。
非水电解质的实例包括有机固体电解质如聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、聚搅拌赖氨酸(polyagitation lysine)、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯和含有离子离解基团的聚合物。
非水电解质的实例包括无机固体电解质如锂的氮化物、卤化物和硫酸盐如Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH和Li3PO4-Li2S-SiS2。
锂盐是易溶于上述非水电解质中的材料且可包括例如LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、LiSCN、LiC(CF3SO2)3、(CF3SO2)2NLi、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂和酰亚胺。
另外,为了提高充放电特性和阻燃性,例如,可以向非水电解质中添加吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、正甘醇二甲醚、六磷酸三酰胺(hexaphosphoric triamide)、硝基苯衍生物、硫、醌亚胺染料、N-取代的唑烷酮、N,N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等。如果需要,为了赋予不燃性,非水电解质可还包含含卤素的溶剂如四氯化碳和三氟乙烯。此外,为了提高高温储存特性,非水电解质可另外包含二氧化碳气体且可还包含氟代碳酸亚乙酯(FEC)、丙烯磺酸内酯(PRS)等。
在优选实施方式中,通过向作为高介电性溶剂的环状碳酸酯如EC或PC与作为低粘度溶剂的线性碳酸酯如DEC、DMC或EMC的混合溶剂中添加锂盐如LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiN(SO2CF3)2,能够制备含锂盐的非水电解质。
因此,本发明提供一种包含所述二次电池作为单元电池的中型或大型电池组。
所述中型或大型电池组与小电池组相比具有显著大的电池单元(单元电池)尺寸以获得高容量,并由此更普遍地用于浸渗电解质等的过程。因此,根据本发明,考虑到浸渗时间的大大缩短,含有能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物的负极是优选的。
优选地,电池组的实例包括但不限于用于电力存储的锂离子二次电池组。
使用二次电池作为单元电池的中型或大型电池组的结构及其制造方法在本领域中是熟知的并因此在本说明书中省略其详细说明。
现在,参考下列实施例对本发明进行更详细的说明。提供这些实施例仅用于说明本发明且不应将其解释为限制本发明的范围和主旨。
<实施例1>
以A:B:C=91:8:1的重量比将作为核材料(A)的具有约20μm平均粒径的石墨、作为低结晶性碳(B)用材料的具有50%碳化收率的沥青和作为亲水材料(C)的具有约100nm平均粒径的硅氧化物(SiO)均匀混合。在电炉中于1200℃下在氮气氛下将该混合物热处理2小时。在热处理期间,沥青软化并碳化,同时以硅氧化物和复合物的形式涂布在石墨表面上以制造涂布有碳/硅氧化物复合物的负极活性材料。
以活性材料:SBR:CMC=97.0:1.5:1.5的重量比将负极活性材料、SBR和CMC混合以制备浆料并将所述浆料涂布至Cu箔以制备电极。对所述电极进行辊压以具有约23%的孔隙率并对其进行冲切以制造硬币型半电池。将Li金属用作单电池的对电极并使用碳酸酯溶剂中的1M LiPF6电解液得到硬币形电池。
<比较例1>
制造了涂布有实施例1中制备的碳/硅氧化物复合物并进一步涂布有碳的负极活性材料并以与实施例1中相同的方式制造了硬币型半电池。
<比较例2>
除了使用具有约100nm平均粒径的二氧化硅(SiO2)代替硅氧化物(SiO)之外,以与实施例1中相同的方式制造了负极活性材料并制造了硬币型半电池。
<比较例3>
除了不使用亲水材料(C)之外,以与实施例1中相同的方式制造了负极活性材料并制造了硬币型半电池。
<实验例1>
对根据实施例1以及比较例1~3制造的电极的电解质浸渗性能进行了评价。对电极进行辊压至具有约23%的孔隙率并对滴在电极表面上的碳酸酯溶剂中的1M LiPF6电解液1微升(μl)完全渗入到表面中所花费的时间进行了测量。将结果示于下表1中。
<表1>
实施例1 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | |
浸渗时间(秒) | 91 | 138 | 93 | 142 |
从表1能够看出,与比较例1~3的使用仅涂布有碳的负极活性材料的电极相比,根据本发明实施例1的使用涂布有碳/金属复合物的负极活性材料的电极显示显著更短的电解质浸渗时间。其原因在于,负极活性材料的表面涂布有亲水材料,由此使得高极性电解质能够快速地渗入到粒子中。
<实验例2>
使用根据实施例1以及比较例1~3制造的硬币型半电池对充放电性能进行了评价。具体地,在充电期间,在0.1C的电流密度下以恒定电流(CC)模式将单电池充电至5mV并然后以恒定电压(CV)模式保持在5mV下,当电流密度达到0.01C时完成充电。在放电期间,在0.1C的电流密度下以恒定电流模式将单电池放电至1.5V。结果,获得了第一次循环的充放电容量和效率。然后,除了将电流密度改为0.5C之外,在与上述相同的条件下重复充放电50次。将结果示于下表2中。
<表2>
从上表2能够看出,与使用二氧化硅(SiO2)作为亲水材料的比较例2相比,根据本发明实施例1的涂布有含硅氧化物(SiO)作为亲水材料的复合物的负极活性材料显示高的50个充放电循环之后的容量保持率和高的效率。其原因在于,当使用二氧化硅时,与锂发生不可逆反应的氧的含量高,效率下降且在该反应期间产生的锂氧化物提高了负极活性材料的表面电阻。
另外可看出,与比较例1和3的表面仅涂布有碳的负极活性材料相比,根据实施例1的负极活性材料显示明显高的50个充放电循环之后的容量保持率。其原因在于,功能与SEI相同的亲水材料通过碳与核材料形成强结合,并由此抑制了重复充放电过程中的SEI层的除去。此外,涂布了具有高充放电电压的材料,由此阻止了锂的沉淀并提高了离子传导率。
工业实用性
根据上述显而易见,根据本发明的负极活性材料通过特定的核/复合涂层结构而有效地大大改进了电池制造工艺、使得电导率的下降最小化且显著抑制了电池寿命的下降,并可以通过在活性材料的表面上存在具有高氧化-还原电位的材料而使得与锂沉淀相关的性能和安全问题最小化。
尽管出于例示性目的而公开了本发明的优选实施方式,但是本领域技术人员应理解,在不背离附属权利要求书中所公开的本发明的范围和主旨的条件下,各种变化、添加和替代是可能的。
Claims (12)
1.一种二次电池用负极活性材料,能够嵌入和脱嵌离子,所述负极活性材料包含:
核,所述核包含结晶性碳基材料;和
复合涂层,所述复合涂层包含选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料,以及能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物,
其中所述复合涂层包含:
基质,所述基质包含选自如下的一种组分:(a)所述选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料,以及(b)所述能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物;以及
填料,所述填料包含另一种组分且引入至所述基质中。
2.如权利要求1所述的负极活性材料,其中所述结晶性碳基材料包含石墨和软碳中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的负极活性材料,其中所述能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物为由下式表示的化合物:
SiOx
其中x满足0.1<x<1.5。
4.如权利要求3所述的负极活性材料,其中x满足0.5<x<1.3。
5.如权利要求1所述的负极活性材料,其中所述复合涂层具有如下结构:其中包含所述能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物的所述填料引入至包含所述选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料的所述基质中。
6.如权利要求1所述的负极活性材料,其中所述复合涂层具有如下结构:其中包含所述选自低结晶性碳和无定形碳中的一种或多种材料的所述填料引入至包含所述能够嵌入和脱嵌离子的硅氧化物的所述基质中。
7.如权利要求1所述的负极活性材料,其中基于所述负极活性材料的总量,所述复合涂层的量为0.1~20重量%。
8.一种负极混合物,包含权利要求1~7中任一项的负极活性材料。
9.一种二次电池用负极,其中在集电器上涂布有根据权利要求8的负极混合物。
10.一种二次电池,包含根据权利要求9的二次电池用负极。
11.如权利要求10所述的二次电池,其中所述电池为锂二次电池。
12.一种中型或大型电池组,包含根据权利要求11的二次电池作为单元电池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2010-0131384 | 2010-12-21 | ||
KR20100131384 | 2010-12-21 | ||
PCT/KR2011/009171 WO2012086940A2 (ko) | 2010-12-21 | 2011-11-29 | 음극 활물질 및 이를 이용한 이차전지 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103262312A true CN103262312A (zh) | 2013-08-21 |
CN103262312B CN103262312B (zh) | 2016-02-03 |
Family
ID=46314569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201180060689.1A Active CN103262312B (zh) | 2010-12-21 | 2011-11-29 | 负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8962184B2 (zh) |
EP (1) | EP2639866B1 (zh) |
KR (1) | KR101334612B1 (zh) |
CN (1) | CN103262312B (zh) |
WO (1) | WO2012086940A2 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106876778A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-06-20 | 张家港金盛莲能源科技有限公司 | 一种锂离子二次电池 |
CN107431196A (zh) * | 2014-11-06 | 2017-12-01 | 原子能与替代能源委员会 | SiOC复合电极材料 |
CN112088452A (zh) * | 2018-05-15 | 2020-12-15 | 株式会社Lg化学 | 负极活性材料、包含所述负极活性材料的负极和包含所述负极的锂二次电池 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103250284B (zh) * | 2010-12-08 | 2015-12-02 | 株式会社Lg化学 | 负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池 |
WO2012091301A2 (ko) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 주식회사 엘지화학 | 음극 활물질 및 이를 이용한 이차전지 |
KR101553957B1 (ko) | 2013-07-15 | 2015-09-18 | (주)포스코켐텍 | 리튬 이차 전지용 전극 활물질의 제조 방법, 리튬 이차 전지용 전극 활물질, 및 리튬 이차 전지 |
WO2015016531A1 (ko) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | 주식회사 엘지화학 | 수명 특성이 향상된 이차전지용 음극 활물질 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020009646A1 (en) * | 2000-06-16 | 2002-01-24 | Keiko Matsubara | Negative active material for rechargeable lithium battery and method of preparing same |
CN1492533A (zh) * | 2002-09-26 | 2004-04-28 | 株式会社东芝 | 非水电解质二次电池用负极活性物质和非水电解质二次电池 |
KR20040082803A (ko) * | 2003-03-20 | 2004-09-30 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5373388B2 (ja) * | 2001-08-10 | 2013-12-18 | Jfeケミカル株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極材料およびその製造方法 |
KR20050087245A (ko) * | 2004-02-26 | 2005-08-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 도전재 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
JP4954865B2 (ja) * | 2004-04-23 | 2012-06-20 | エルジー・ケム・リミテッド | 改善された電気化学特性を有する負極活物質及びこれを含む電気化学素子 |
KR100738054B1 (ko) * | 2004-12-18 | 2007-07-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 음극 활물질, 그 제조 방법 및 이를 채용한 음극과 리튬전지 |
KR100646546B1 (ko) * | 2005-01-27 | 2006-11-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극활물질 및 그의 제조 방법 |
US8216719B2 (en) * | 2006-02-13 | 2012-07-10 | Hitachi Maxell Energy, Ltd. | Non-aqueous secondary battery and method for producing the same |
CN100413127C (zh) * | 2006-04-07 | 2008-08-20 | 清华大学 | 一种核壳结构的碳质锂离子电池负极材料及其制备方法 |
WO2008056820A1 (fr) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Tokai Carbon Co., Ltd. | Matériau d'électrode négative pour une batterie secondaire lithium-ion et procédé de fabrication de celui-ci |
JP5143437B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2013-02-13 | 日本カーボン株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極活物質の製造方法、負極活物質及び負極 |
KR100899551B1 (ko) * | 2007-10-02 | 2009-05-26 | 한국전기연구원 | 고효율 장수명 리튬이차전지용 음극, 전극 제조방법 및리튬이차전지 |
KR101502897B1 (ko) * | 2007-12-28 | 2015-03-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 음극 활물질용 복합물, 이를 포함하는 음극 활물질 및 리튬전지 |
KR20090094575A (ko) * | 2008-03-03 | 2009-09-08 | 삼성에스디아이 주식회사 | 음극활물질, 이를 구비하는 음극 및 리튬이차전지 |
JP5300502B2 (ja) * | 2008-03-13 | 2013-09-25 | 株式会社東芝 | 電池用活物質、非水電解質電池および電池パック |
KR101002539B1 (ko) * | 2008-04-29 | 2010-12-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬이차전지용 음극활물질 및 이를 포함하는 리튬이차전지 |
KR101057162B1 (ko) * | 2008-12-01 | 2011-08-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 음극활물질, 이를 구비하는 음극 및 리튬이차전지 |
US8241793B2 (en) * | 2009-01-02 | 2012-08-14 | Nanotek Instruments, Inc. | Secondary lithium ion battery containing a prelithiated anode |
CN103250284B (zh) * | 2010-12-08 | 2015-12-02 | 株式会社Lg化学 | 负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池 |
KR101334609B1 (ko) * | 2010-12-21 | 2013-11-29 | 주식회사 엘지화학 | 음극 활물질 및 이를 이용한 이차전지 |
WO2012091301A2 (ko) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 주식회사 엘지화학 | 음극 활물질 및 이를 이용한 이차전지 |
-
2011
- 2011-11-29 EP EP11852076.6A patent/EP2639866B1/en active Active
- 2011-11-29 WO PCT/KR2011/009171 patent/WO2012086940A2/ko active Application Filing
- 2011-11-29 KR KR1020110126161A patent/KR101334612B1/ko active IP Right Grant
- 2011-11-29 CN CN201180060689.1A patent/CN103262312B/zh active Active
-
2013
- 2013-06-07 US US13/912,665 patent/US8962184B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020009646A1 (en) * | 2000-06-16 | 2002-01-24 | Keiko Matsubara | Negative active material for rechargeable lithium battery and method of preparing same |
CN1492533A (zh) * | 2002-09-26 | 2004-04-28 | 株式会社东芝 | 非水电解质二次电池用负极活性物质和非水电解质二次电池 |
KR20040082803A (ko) * | 2003-03-20 | 2004-09-30 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107431196A (zh) * | 2014-11-06 | 2017-12-01 | 原子能与替代能源委员会 | SiOC复合电极材料 |
CN107431196B (zh) * | 2014-11-06 | 2020-10-27 | 原子能与替代能源委员会 | SiOC复合电极材料 |
CN106876778A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-06-20 | 张家港金盛莲能源科技有限公司 | 一种锂离子二次电池 |
CN106876778B (zh) * | 2017-02-21 | 2019-04-02 | 张家港金盛莲能源科技有限公司 | 一种锂离子二次电池 |
CN112088452A (zh) * | 2018-05-15 | 2020-12-15 | 株式会社Lg化学 | 负极活性材料、包含所述负极活性材料的负极和包含所述负极的锂二次电池 |
CN112088452B (zh) * | 2018-05-15 | 2023-06-30 | 株式会社Lg新能源 | 负极活性材料、包含所述负极活性材料的负极和包含所述负极的锂二次电池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20130266870A1 (en) | 2013-10-10 |
EP2639866A4 (en) | 2015-12-23 |
CN103262312B (zh) | 2016-02-03 |
EP2639866B1 (en) | 2017-02-22 |
WO2012086940A3 (ko) | 2012-09-07 |
US8962184B2 (en) | 2015-02-24 |
KR101334612B1 (ko) | 2013-11-29 |
WO2012086940A2 (ko) | 2012-06-28 |
KR20120070495A (ko) | 2012-06-29 |
EP2639866A2 (en) | 2013-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103262311B (zh) | 负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池 | |
CN103329313B (zh) | 制备负极活性材料的方法 | |
CN103250284B (zh) | 负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池 | |
CN105280881B (zh) | 具有极佳传导性的阳极材料和使用所述阳极材料的大功率二次电池 | |
CN102859763B (zh) | 用于改善输出的正极活性材料和包含所述正极活性材料的锂二次电池 | |
CN101926032B (zh) | 包含丙烯腈-丙烯酸共聚物作为粘合剂的阳极组合物、制备该阳极组合物的方法以及使用该阳极组合物的锂二次电池 | |
KR100801637B1 (ko) | 양극 활물질 및 그것을 포함하고 있는 리튬 이차전지 | |
CN103262313B (zh) | 负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池 | |
CN103299459B (zh) | 制备负极活性材料的方法 | |
CN103339764B (zh) | 制备负极活性材料的方法 | |
CN103314473B (zh) | 制备负极活性材料的方法 | |
CN103460457A (zh) | 正极活性材料和包含所述正极活性材料的锂二次电池 | |
CN103392250B (zh) | 二次电池用正极混合物和含其的二次电池 | |
KR20130094738A (ko) | 수계 바인더를 포함하는 음극을 구비한 리튬 이차전지 | |
CN103262312B (zh) | 负极活性材料和包含所述负极活性材料的二次电池 | |
CN102668186B (zh) | 正极活性材料和包含其的锂二次电池 | |
CN103493257A (zh) | 用于提高输出的锂二次电池复合电极用活性材料和包含所述活性材料的锂二次电池 | |
CN104205425A (zh) | 多层电极及其制造方法 | |
CN101228654A (zh) | 阴极活性材料及包含该阴极活性材料的锂二次电池 | |
CN103210526A (zh) | 用于改善输出的锂二次电池用正极材料和包含其的锂二次电池 | |
CN104969400A (zh) | 新型二次电池 | |
CN104321915A (zh) | 制造锂二次电池用电极的方法和使用其制造的电极 | |
CN103109401A (zh) | 正极活性材料和包含所述正极活性材料的锂二次电池 | |
CN103003982B (zh) | 二次电池用负极 | |
CN104956537A (zh) | 包含具有不同表面积的电极的电极层压物和使用所述电极层压物的二次电池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211129 Address after: Seoul, South Kerean Patentee after: LG Energy Solution Address before: Seoul, South Kerean Patentee before: LG CHEM, Ltd. |