CN115241417A - 用于可再充电锂电池的负极和包括其的可再充电锂电池 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于可再充电锂电池的负极和包括该负极的可再充电锂电池，并且该负极包括：集流体；第一负极活性物质层，设置在集流体上并且包括第一负极活性物质；以及第二负极活性物质层，设置在第一负极活性物质层上并且包括第二负极活性物质，其中，当通过使用CuKα射线测量XRD时，第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的在(002)面处的峰强度相对于在(110)面处的峰强度的峰强度比(I(002)/I(110))为150或更小。

Description

用于可再充电锂电池的负极和包括其的可再充电锂电池
技术领域
发明涉及用于可再充电锂电池的负极和包括该负极的可再充电锂电池。
背景技术
可再充电锂电池作为用于小型便携式电子装置的电源最近已经受到关注，可再充电锂电池使用有机电解质溶液，从而具有使用碱性水溶液的常规电池的两倍或更高的放电电压，因此具有高能量密度。
对于可再充电锂电池的正极活性物质，已经主要使用了具有能够嵌入/脱嵌锂离子的结构的包括锂和过渡金属的氧化物(诸如LiCoO2、LiMn2O4、LiNi1-xCoxO2(0<x<1)等)。
对于负极活性物质，已经使用了能够嵌入/脱嵌锂离子的各种碳基材料(诸如人造石墨、天然石墨、硬碳等)，最近，已经研究了非碳基负极活性物质(诸如硅或锡)，以获得高容量。
在本背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此其可以包含不构成本领域普通技术人员在本国已知的现有技术的信息。
发明内容
一个实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负极，该负极表现出降低的电阻和良好的循环寿命特性。
另一实施例提供了一种包括该负极的可再充电锂电池。
一个实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负极，该负极包括：集流体；第一负极活性物质层，设置在集流体上并且包括第一负极活性物质；以及第二负极活性物质层，设置在第一负极活性物质层上并且包括第二负极活性物质，其中，当通过使用CuKα射线测量XRD时，第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的在(002)面处的峰强度相对于在(110)面处的峰强度的峰强度比(I(002)/I(110))为150或更小。
峰强度比(I(002)/I(110))可以为约1至约150。
峰强度比(I(002)/I(110))可以是在将用于第一负极活性物质层的组合物和用于第二负极活性物质层的组合物涂覆在集流体上以制备第一层和第二层，对所得产物施加磁场，并干燥和压制以制备第一负极活性物质层和第二负极活性物质层之后获得的。
在一个实施例中，峰强度比(I(002)/I(110))可以是在将用于第一负极活性物质层的组合物涂覆在集流体上以形成第一层，将用于第二负极活性物质层的组合物涂覆在第一层上以形成第二层，对所得产物施加磁场，并干燥和压制以制备第一负极活性物质层和第二负极活性物质层之后获得的。
第一负极活性物质层和第二负极活性物质层可以是取向层，在取向层中，第一负极活性物质和第二负极活性物质相对于集流体取向。
当通过使用CuKα射线测量XRD时，第一负极活性物质层和第二负极活性物质层可以具有在(002)面处的峰强度相对于在(110)面处的峰强度的峰强度比(I(002)/I(110))，该峰强度比(I(002)/I(110))可以对应于非取向层的峰强度比(I(002)/I(110))的约90％或更小，所述非取向层具有与第一负极活性物质层和第二负极活性物质层相同的组成和厚度。
第一负极活性物质层的剥离强度与第二负极活性物质层的剥离强度的比可以为约70％至约90％。
第一负极活性物质和第二负极活性物质可以彼此相同或不同，并且可以包括结晶碳基材料。结晶碳基材料可以是人造石墨、天然石墨或它们的组合。
第一负极活性物质和第二负极活性物质还可以包括选自于Si基负极活性物质、Sn基负极活性物质和锂钒氧化物负极活性物质中的至少一种。
第一负极活性物质层可以具有约20μm至约125μm的厚度，并且第二负极活性物质层可以具有约20μm至约125μm的厚度。
峰强度比可以是从在(002)面处的峰积分面积强度值/在(110)面处的峰积分面积强度值获得的峰积分面积值比。
另一实施例提供了一种可再充电锂电池，该可再充电锂电池包括：负极；正极，包括正极活性物质；以及电解质。
其他实施例包括在以下详细描述中。
用于可再充电锂电池的负极可以表现出降低的电阻和优异的循环寿命特性。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的取向的示意图。
图2是根据实施例的可再充电锂电池的分解透视图。
图3示出了SEM照片，该SEM照片示出了由示例1和对比示例1制备的负极在压制之前的剖面。
图4是示出通过使用CuKα射线的XRD测量的与示例1和对比示例1的工艺中的通过涂覆负极活性物质层浆料而制备的负极前体相关的峰强度I(002)和峰强度I(110)以及峰强度比(I(002)/I(110))的图。
图5是示出通过使用CuKα射线的XRD测量的与示例1和对比示例1的工艺中的通过涂覆负极活性物质层浆料并压制而制备的负极相关的峰强度I(002)和峰强度I(110)以及峰强度比(I(002)/I(110))的图。
图6是将根据示例1至示例3以及对比示例1和对比示例2的由压制获得的负极的峰强度比(I(002)/I(110))进行对比的图。
图7是示出根据示例1、对比示例1和对比示例2的负极的上部和下部的剥离强度比(％)的图。
图8是示出根据示例1和对比示例1的负极的离子电阻(Rion)的图。
图9是示出根据示例1和对比示例1的负极在各种放电深度下的DC内阻(DCIR)的图。
图10是示出根据示例1、对比示例1和对比示例2的负极在室温下的循环寿命特性的图。
图11是示出根据示例1、对比示例1和对比示例2的负极在低温下的循环寿命特性的图。
具体实施方式
在下文中，详细描述本发明的实施例。然而，这些实施例是示例性的，本发明不限于此，并且本发明由权利要求的范围限定。
根据一个实施例的用于可再充电锂电池的负极包括：集流体；第一负极活性物质层，设置在集流体上并且包括第一负极活性物质；以及第二负极活性物质层，设置在第一负极活性物质层上并且包括第二负极活性物质。当通过使用CuKα射线测量XRD时，第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的在(002)面处的峰强度相对于在(110)面处的峰强度的峰强度比(I(002)/I(110))为150或更小。在一个实施例中，峰强度比(I(002)/I(110))可以为约1至约150。
通常，峰强度表示峰的高度或峰的积分面积，并且根据实施例，峰强度表示峰的积分面积。此外，在对包括所述负极活性物质的可再充电锂电池进行充放电之后该值保持不变。
峰强度比可以是在将用于制备第一负极活性物质层的组合物和用于制备第二负极活性物质层的组合物同时涂覆在集流体上以形成第一层和在第一层上的第二层，对所得产物施加磁场，并干燥和压制以制备第一负极活性物质层和第二负极活性物质层之后获得的值。
在一个实施例中，峰强度比也可以是在将用于制备第一负极活性物质层的组合物涂覆在集流体上以形成第一层，将用于制备第二负极活性物质层的组合物涂覆在第一层上以形成第二层，对所得产物施加磁场，并干燥和压制以制备第一负极活性物质层和第二负极活性物质层之后获得的值。
也就是说，第一负极活性物质层和第二负极活性物质层可以是取向层，并且在压制之后可以均具有约150或更小或者约1至约150的峰强度比(I(002)/I(110))。这样的峰强度比(I(002)/I(110))为约150或更小，从而缩短用于传输锂离子的距离并且降低离子电阻。
此外，在压制之前通过涂覆组合物制备的第一负极涂覆层和第二负极涂覆层的峰强度比(I(002)/I(110))可以为约50或更小或者约1至约50。如此，当压制之前和压制之后的峰强度比(I(002)/I(110))在上述范围内时，可以缩短用于传输锂离子的距离并且可以降低离子电阻。
因此，峰强度比(I(002)/I(110))是取向层的峰强度比。在此，取向层表示，如上所述，将用于负极活性物质层的组合物涂覆在集流体上，同时施加磁场，使得负极活性物质在集流体上取向，更具体地，负极活性物质以预定角度取向。也就是说，如图1中简要示出的，其指示负极活性物质3以角度a向集流体1的一侧取向。因此，在不施加磁场的情况下通过涂覆制备的负极活性物质层指非取向层。
非取向层的峰强度比(I(002)/I(110))在涂覆之后且在压制之前通常可以为约150或更大，并且在压制之后可以为约300至约600，与根据一个实施例的第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的峰强度比(I(002)/I(110))相比，其会非常高。
在一个实施例中，第一负极活性物质层和第二负极活性物质层是取向层，并且取向层的峰强度比(I(002)/I(110))可以为非取向层的峰强度比(I(002)/I(110))的约90％或更小或者约1％至约90％。当第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的峰强度比(I(002)/I(110))为非取向层的峰强度比(I(002)/I(110))的约90％或更小时，可以缩短用于传输锂离子的距离并且可以减小离子电阻。在一个实施例中，用于计算与取向层相关的比率的非取向层可以基本上具有与第一负极活性物质层和第二负极活性物质层相同的组成和厚度。
在一个实施例中，XRD测量可以通过使用作为靶射线的CuKα射线、New Bruker D8XRD设备和使用FullProf的面积法来测量。在此，在2θ＝10°至80°、0.02s/步至0.08s/步以及0.01°/步至0.03°/步的步长的条件下执行测量。
在一个实施例中，第一负极活性物质层可以具有与第二负极活性物质层的峰强度比(I(002)/I(110))基本相同的峰强度比(I(002)/I(110))(即，差值为0)，或者在另一实施例中，第一负极活性物质层可以具有比第二负极活性物质层的峰强度比(I(002)/I(110))大的峰强度比(I(002)/I(110))，并且差值可以至多为约50。此外，在压制之前，第一负极涂覆层的峰强度比(I(002)/I(110))也可以与第二负极涂覆层的峰强度比(I(002)/I(110))相同，或者第一负极涂覆层的峰强度比(I(002)/I(110))可以大于第二负极涂覆层的峰强度比(I(002)/I(110))，并且差值可以至多为约20。
在一个实施例中，第一负极活性物质层和第二负极活性物质层可以形成在集流体的一侧或两侧上。
基于剖面，第一负极活性物质层的厚度可以为约20μm至约125μm，并且基于剖面，第二负极活性物质的厚度可以为约20μm至约125μm。此外，基于剖面，第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的总厚度可以为约40μm至约250μm。因此，如果第一负极活性物质层和第二负极活性物质层形成在集流体的两侧上，则负极活性物质层的总厚度可以达到约500μm，这比负极活性物质层的两侧的常规最大厚度200μm大得非常多。在一个实施例中，控制第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的峰强度比(I(002)/I(110))以改善电解质的浸渍，因此即使形成厚的层，也可以有效地执行快速充放电，因此，可以适当地应用于高功率电池。
第一负极活性物质层的厚度和第二负极活性物质层的厚度表示在负极制备期间干燥和压制之后的厚度。
在一个实施例中，通过对包括负极的可再充电锂电池进行充放电并且在完全放电时拆解电池以获得负极并通过XRD测量负极来获得峰强度比(I(002)/I(110))。此外，在充放电之后通过使用胶带剥离负极活性物质层并且通过XRD测量附着于集流体的活性物质层来获得第一负极活性物质层的峰强度比(I(002)/I(110))。
充放电以约0.1C至约2.0C执行一次至两次。
在一个实施例中，包括在第一负极活性物质层和第二负极活性物质层中的第一负极活性物质和第二负极活性物质可以彼此相同或不同，并且可以包括结晶碳基活性材料(也称为“结晶碳基材料”或“结晶碳基负极活性物质”)。结晶碳基负极活性物质可以是人造石墨、天然石墨或者人造石墨和天然石墨的混合物。当负极活性物质包括结晶碳基材料(诸如人造石墨、天然石墨或者天然石墨和人造石墨的混合物)时，由于结晶碳基材料具有比非晶碳基活性材料更显著的结晶特性，因此可以进一步改善电极中的碳材料相对于外部磁场的取向特性。人造石墨或天然石墨可以是未指定形状的、片状的、薄片状的、球状的、纤维状的或它们的组合，而没有具体限制。此外，人造石墨与天然石墨以约70wt％:30wt％至约95wt％:5wt％的比例混合。
此外，负极活性物质层可以包括来自于Si基负极活性物质、Sn基负极活性物质和锂钒氧化物负极活性物质中的至少一种非碳基材料。当负极活性物质层进一步包括这些物质(即，作为第一负极活性材料的碳基负极活性物质和作为第二负极活性材料的非碳基材料)时，第一负极活性材料和第二负极活性材料可以以约50:50至约99:1的重量比混合。
Si基负极活性物质可以选自于Si、Si-C复合物、SiOx(0<x<2)和Si-Q合金(其中，Q是选自于碱金属、碱土金属、第13族元素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、过渡金属、稀土元素和它们的组合的元素，但不是Si)，并且Sn基负极活性物质选自于Sn、SnO2、Sn-R合金(其中，R是选自于碱金属、碱土金属、第13族元素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、过渡金属、稀土元素和它们的组合的元素，但不是Si)等，并且Sn基负极活性物质也选自于它们中的至少一种与SiO2的混合物。元素Q和R可以选自于Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Cr、Mo、W、Sg、Tc、Re、Bh、Fe、Pb、Ru、Os、Hs、Rh、Ir、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、Sn、In、Tl、Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po和它们的组合。
根据一个实施例，负极活性物质可以是Si-碳复合物，并且Si-碳复合物可以包括硅颗粒和结晶碳。硅颗粒可以具有约10nm至约200nm的平均粒径(D50)。Si-C复合物可以包括至少部分地形成在其上的非晶碳层。在说明书中，除非在此另外定义，否则平均粒径(D50)表示在粒度分布中具有50vol％的累积体积的颗粒的直径。此外，硅颗粒和结晶碳的混合比可以为约1:99至约90:10的重量比，并且如果还包括非晶碳层，则基于总计100重量份的Si-碳复合材料，非晶碳层的量可以为约1重量份至约20重量份。
在第一负极活性物质层中，基于第一负极活性物质层的总重量，第一负极活性物质的量可以为约90wt％至约98wt％，并且在第二负极活性物质层中，基于第二负极活性物质层的总重量，第二负极活性物质的量可以为约90wt％至约99wt％。
第一负极活性物质层和第二负极活性物质层包括粘结剂，并且还可以包括导电材料。在第一负极活性物质层或第二负极活性物质层中，基于第一负极活性物质层或第二负极活性物质层的总重量，粘结剂的量可以为约1wt％至约5wt％。此外，当还包括导电材料时，第一负极活性物质层可以包括约85wt％至约97wt％的负极活性物质、约1.0wt％至约7.5wt％的粘结剂和约1.0wt％至约7.5wt％的导电材料，并且第二负极活性物质层可以包括约90wt％至约98wt％的负极活性物质、约1.0wt％至约5wt％的粘结剂和约1.0wt％至约5wt％的导电材料。
通常，负极活性物质层中的粘结剂主要分布在不与集流体接触的上部中，并且较少分布在与集流体接触的底部中。也就是说，粘结剂会不均匀地分布在活性物质层中。
在一个实施例中，活性物质层形成为第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的两层，使得粘结剂可以均匀地分布在活性物质层中。
第一负极活性物质层中的粘结剂的量与第二负极活性物质层中的粘结剂的量基本相似，并且可以通过测量剥离强度来获知。第一负极活性物质层的剥离强度与第二负极活性物质层的剥离强度的比可以为约70％至约90％。在该范围内的剥离强度比表明粘结剂在活性物质层中的全面分布和均匀分布，使得负极可以表现出优异的机械特性。
如果第一负极活性物质层中的粘结剂的量与第二负极活性物质层中的粘结剂的量基本不相似，并且特别地，当第二负极活性物质层中的粘结剂的量大于第一负极活性物质层中的粘结剂的量时，剥离强度的比会大概小于约70％，例如，约50％至约60％。
在一个实施例中，可以通过使用SAICAS(表面和界面切割分析系统)设备从负极分离并获得第一负极活性物质层和第二负极活性物质层，并且分别测量来获得剥离强度。
另外，如果第一负极活性物质层和第二负极活性物质层形成在集流体的两侧上，则剥离强度的比可以相似。这将在下面详细描述。
当集流体的一侧被称为A平面并且集流体的与所述一侧相对的另一侧被称为B平面时，形成在A平面上的第一负极活性物质层的剥离强度与形成在A平面上的第二负极活性物质层的剥离强度的比指的是值a，并且形成在B平面上的第一负极活性物质层的剥离强度与形成在B平面上的第二负极活性物质层的剥离强度的比指的是值b。
根据一个实施例，值a和值b可以相同，并且即使存在差异，该差异也可以为约10％或更小。如果值a与值b不相同，则值a可以比值b大至多为约10％，或者相反地，值b可以比值a大至多为约10％。
粘结剂改善负极活性物质颗粒彼此的粘结性质以及负极活性物质颗粒与集流体的粘结性质。粘结剂可以是非水性粘结剂、水性粘结剂或它们的组合。
非水性粘结剂可以是乙烯丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺或它们的组合。
水性粘结剂可以是苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丙烯酸酯化苯乙烯-丁二烯橡胶(ABR)、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、含乙撑氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯、聚环氧氯丙烷、聚磷腈、乙烯丙烯二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇或它们的组合。
当水性粘结剂用作负极粘结剂时，还可以使用纤维素类化合物作为增稠剂来提供粘性。纤维素类化合物包括羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和它们的碱金属盐中的一种或更多种。碱金属可以是Na、K或Li。基于100重量份的负极活性物质，可以以约0.1重量份至约3重量份的量包括增稠剂。
导电材料被包括以提供电极导电性，并且任何电学导电材料都可以用作导电材料，除非其引起化学变化。导电材料的示例可以是：诸如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等的碳基材料；包括铜、镍、铝、银等的金属粉末或金属纤维的金属类材料；诸如聚亚苯基衍生物的导电聚合物；或者它们的混合物。
集流体可以包括选自于铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、镍泡沫、铜泡沫、涂覆有导电金属的聚合物基底和它们的组合中的一种，但不限于此。
具有该峰强度比(I(002)/I(110))的负极可以包括包含在负极活性物质层中的以预定角度取向的负极活性物质。为了获得这些，在将负极活性物质组合物涂覆在集流体上期间，适当地调节用于施加磁场的条件和活性物质组合物的粘度。
根据一个实施例的负极可以通过以下步骤制备。
可以通过将用于第一负极活性物质层的组合物和用于第二负极活性物质层的组合物经由双模涂覆同时涂覆或者涂覆用于第一负极活性物质层的组合物然后涂覆用于第二负极活性物质层的组合物，并干燥来制备负极活性物质层。
当更详细地说明负极活性物质层制备时，同时涂覆或分别涂覆用于第一负极活性物质层的组合物和用于第二负极活性物质层的组合物以形成第一层和第二层，并将磁场施加到所得产物中。可以通过将磁体设置在集流体之下并移动顺序地形成有第一层和第二层的集流体来执行磁场的施加。在此，磁体的定位可以允许将磁场施加到第一负极活性物质层和第二负极活性物质层。
如果在集流体的两侧上形成第一负极活性物质层和第二负极活性物质层，则在集流体的一侧上形成第一负极活性物质层和第二负极活性物质层，然后以相同的方式在集流体的其上未形成第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的另一侧上形成第一负极活性物质层和第二负极活性物质层。
磁体可以具有约4000高斯或更大或者约4000高斯至约20000高斯的磁场强度。另外，可以将第一负极活性物质组合物和第二负极活性物质组合物涂覆在集流体上并且将第一负极活性物质组合物和第二负极活性物质组合物保持约1秒或更长以及约5秒或更短，即，可以将第一负极活性物质组合物和第二负极活性物质组合物暴露于磁场约1秒至约5秒。此外，磁体可以适当地定位成与集流体间隔开约3mm至约50mm。如果间隔超出该范围，则施加到负极活性物质层的磁场太弱或太强，使得可能无法制备具有所需物理性质的负极。
当执行这样的磁场施加时，特别是当在移动其上顺序地形成有第一层和第二层的集流体的同时执行涂覆工艺时，可以与集流体垂直地形成磁体产生的磁场(磁通量)，但是由于根据涂覆速度(移动集流体的速度)的磁场作为向量函数以预定角度形成，因此包括在第一组合物和第二组合物中的第一负极活性物质和第二负极活性物质可以在集流体的表面上立起，即，在集流体的表面上以预定角度取向。
用于第一负极活性物质层的组合物和用于第二负极活性物质层的组合物在室温(约20℃至约25℃)下可以具有约1500cP至约3500cP的合适的粘度。因此，当满足磁场强度和暴露于磁场的时间时，可以获得第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的峰强度比(I(002)/I(110))为约150或更小的负极。
此外，即使对第一负极活性物质层和第二负极活性物质层施加相同的磁场，也可以调节第一负极活性物质层组合物和第二负极活性物质层组合物的粘度以形成具有不同的峰强度比(I(002)/I(110))的第一层和第二层。也就是说，第一负极活性物质层组合物与第二负极活性物质层组合物的粘度差在室温(约20℃至约25℃)下可以为约1500cP或更小或者约10cP至约1500cP。例如，第一负极活性物质层组合物的粘度在室温(约20℃至约25℃)下可以为约1500cP至约3500cP或者约2000cP至约3500cP。第二负极活性物质层组合物的粘度在室温(约20℃至约25℃)下可以为约1500cP至约3500cP或者约1500cP至约3000cP。第一负极活性物质层组合物和第二负极活性物质层组合物的粘度可以控制在该范围内。如果使用具有超出该范围的粘度的组合物，则即使施加约4000高斯或更大的磁场，也可能无法获得根据一个实施例的峰强度比。
当第一负极活性物质层组合物和第二负极活性物质层组合物的粘度满足上述范围时，可以获得具有期望的峰强度比的第一负极活性物质层和第二负极活性物质层。第一负极活性物质层组合物的粘度低于该范围导致包括在第一负极活性物质层中的第一碳基负极活性物质的垂直度(即，图1中所示的角度a)极度增大，从而导致负极活性物质的不良颗粒接触，因此电子传输电阻会增大。而比该范围高的粘度可能无法取向，即，包括在第一负极活性物质层中的第一负极活性物质会相对于集流体基本水平地定位。
如果第二负极活性物质层组合物具有比该范围小的粘度，则包括在第二负极活性物质层中的第二负极活性物质具有极高的垂直度，这导致负极活性物质颗粒的不良接触，因此电子传输电阻会增大。而如果粘度大于该范围，则取向会不充分地发生而使电解质浸渍劣化。
可以通过在溶剂中混合负极活性物质、粘结剂和可选的导电材料来分别制备第一层组合物和第二层组合物。在一个实施例中，第一负极活性物质层组合物中的粘结剂的量可以大于第二负极活性物质层组合物中的粘结剂的量，并且例如，第一负极活性物质层组合物中的粘结剂的量可以比第二负极活性物质层组合物中的粘结剂的量高约0.5wt％至约4wt％。如果第一负极活性物质层组合物中的粘结剂的量大于第二负极活性物质层组合物中的粘结剂的量，特别是在该范围内，则包括在第一负极活性物质层组合物中的粘结剂可以在电极制备期间移动到第二负极活性物质层组合物中，因此第一负极活性物质层中的粘结剂的量和第二负极活性物质层中的粘结剂的量在最终制备的负极中可以基本近似，从而制备均匀的电极。
负极活性物质、粘结剂和导电材料可以与上述相同。
此后，可以对形成有第一层和第二层的集流体进行干燥和压制，以制备第一负极活性物质层和第二负极活性物质层。可以在相关领域中通常公知的负极制备条件下执行干燥和压制，但不限于此。
根据另一实施例的可再充电锂电池包括负极、正极和电解质。
可再充电锂电池可以是用于高功率应用的电池。换言之，可再充电锂电池可以有效地应用于需要高功率的电子装置，诸如电力工具、电动车辆、真空吸尘器等。原因在于，根据实施例的包括负极的可再充电锂电池可以容易地释放在充放电期间产生的热，特别地是当其应用于高容量电池和高功率的电子装置时，因此可以抑制由于热引起的劣化，并且有效地用作高功率电池。另外，可再充电锂电池可以容易地释放根据充放电的热，并且有效地抑制电池温度升高，因此有效地改善循环寿命特性，特别是高倍率下的循环寿命特性。
该高功率电池可以是圆柱形电池或袋状电池。此外，该圆柱形电池可以是18650电池(直径为18mm，高度为65mm)和21700电池(直径为21mm，高度为70mm)，但不限于此。
正极可以包括正集流体和形成在正集流体上的正极活性物质层。正极活性物质可以包括可逆地嵌入和脱嵌锂离子的锂化嵌入化合物。具体地，可以使用选自于钴、锰、镍和它们的组合中的金属与锂的一种或更多种复合氧化物。更具体地，可以使用由以下化学式中的一个表示的化合物。LiaA1-bXbD2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5)；LiaA1-bXbO2-cDc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；LiaE1-bXbO2-cDc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；LiaE2-bXbO4-cDc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；LiaNi1-b-cCobXcDα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.5，0<α≤2)；LiaNi1-b-cCobXcO2-αTα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.5，0<α<2)；LiaNi1-b-cCobXcO2-αT2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.5，0<α<2)；LiaNi1-b- cMnbXcDα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.5，0<α≤2)；LiaNi1-b-cMnbXcO2-αTα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.5，0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbXcO2-αT2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.5，0<α<2)；LiaNibEcGdO2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0.001≤d≤0.1)；LiaNibCocMndGeO2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，0.001≤e≤0.1)；LiaNiGbO2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；LiaCoGbO2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；LiaMn1-bGbO2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；LiaMn2GbO4(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；LiaMn1-gGgPO4(0.90≤a≤1.8，0≤g≤0.5)；QO2；QS2；LiQS2；V2O5；LiV2O5；LiZO2；LiNiVO4Li(3-f)J2(PO4)3(0≤f≤2)；Li(3-f)Fe2(PO4)3(0≤f≤2)；和LiaFePO4(0.90≤a≤1.8)。
在上述化学式中，A选自于Ni、Co、Mn和它们的组合；X选自于Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、稀土元素和它们的组合；D选自于O、F、S、P和它们的组合；E选自于Co、Mn和它们的组合；T选自于F、S、P和它们的组合；G选自于Al、Cr、Mn、Fe、Mg、La、Ce、Sr、V和它们的组合；Q选自于Ti、Mo、Mn和它们的组合；Z选自于Cr、V、Fe、Sc、Y和它们的组合；并且J选自于V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu和它们的组合。
此外，化合物可以具有位于其表面上的涂覆层，或者可以与具有涂覆层的另一化合物混合。涂覆层可以包括从由涂覆元素的氧化物、涂覆元素的氢氧化物、涂覆元素的羟基氧化物、涂覆元素的碳酸氧盐和涂覆元素的羟基碳酸盐组成的组中选择的至少一种涂覆元素化合物。用于涂覆层的化合物可以是非晶的或结晶的。包括在涂覆层中的涂覆元素可以包括Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、V、Sn、Ge、Ga、B、As、Zr或它们的混合物。可以通过在化合物中使用这些元素以对正极活性物质的性质没有不利影响的方法来设置涂覆层，例如，该方法可以包括任何涂覆方法(诸如，喷涂、浸渍等)，但是由于其在相关领域中是公知的，因此没有更详细地说明。
在正极中，基于正极活性物质层的总重量，正极活性物质的量可以为约90wt％至约98wt％。
在一个实施例中，正极活性物质层还可以包括粘结剂和导电材料。在此，基于正极活性物质层的总量，粘结剂和导电材料可以分别以约1wt％至约5wt％的量被包括。
粘结剂改善正极活性物质颗粒彼此的粘结性质以及正极活性物质颗粒与集流体的粘结性质。粘结剂的示例可以是聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、含氧乙撑的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯丁二烯橡胶、丙烯酸酯化的苯乙烯丁二烯橡胶、环氧树脂、尼龙等，但是不限于此。
导电材料被包括以提供电极导电性，并且任何电学导电材料都可以用作导电材料，除非其引起化学变化。导电材料的示例包括：诸如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等的碳基材料；包括铜、镍、铝、银等的金属粉末或金属纤维的金属类材料；诸如聚亚苯基衍生物的导电聚合物；或者它们的混合物。
正极活性物质层还可以包括草酸以控制正极活性物质组合物的粘度。当还包括草酸时，基于100重量份的正极活性物质层，草酸的量可以为约0.01重量份至约2.0重量份。
此外，正极活性物质层还可以包括腈添加剂以改善安全性。腈添加剂可以是包括-C≡N官能团的化合物或丁腈橡胶。包括-C≡N官能团的化合物可以是氰醇、乙腈、氰基丙烯酸甲酯或它们的组合。当还包括腈添加剂时，基于100重量份的正极活性物质层，腈添加剂的量可以为约0.01重量份至约1重量份。
集流体可以使用Al，但是不限于此。
电解质包括非水性有机溶剂和锂盐。
非水性有机溶剂用作用于传输参与电池的电化学反应的离子的介质。
非水性有机溶剂可以包括碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂或非质子溶剂。
碳酸酯类溶剂可以包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)等。酯类溶剂可以包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸二甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、癸内酯、甲羟戊酸内酯、己内酯等。醚类溶剂可以包括二丁醚、四乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃等。此外，酮类溶剂可以包括环己酮等。醇类溶剂可以包括乙醇、异丙醇等，非质子溶剂的示例包括诸如R-CN(其中，R是C2至C20直链、支链或环状的烃基，并且可以包括双键、芳环或醚键)的腈、诸如二甲基甲酰胺的酰胺、诸如1,3-二氧戊环的二氧戊环、环丁砜等。
有机溶剂可以单独使用或以混合物使用。当有机溶剂以混合物使用时，可以根据期望的电池性能来控制混合比，并且这对于相关领域的技术人员可以是公知的。
此外，碳酸酯类溶剂可以包括环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物。以约1:1至约1:9的体积比一起混合环状碳酸酯和链状碳酸酯，并且当该混合物用作电解质时，其可以具有增强的性能。
除了碳酸酯类溶剂之外，有机溶剂还可以包括芳香烃类溶剂。在此，可以以约1:1至约30:1的体积比一起混合碳酸酯类溶剂和芳香烃类溶剂。
芳香烃类溶剂可以是由化学式3表示的芳香烃类化合物。
[化学式3]
Figure BDA0003609861890000141
(在化学式3中，R1至R6相同或不同，并且选自于氢、卤素、C1至C10烷基、卤代烷基和它们的组合。)
芳香烃类溶剂的具体示例可以选自于苯、氟苯、1,2-二氟苯、1,3-二氟苯、1,4-二氟苯、1,2,3-三氟苯、1,2,4-三氟苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、碘苯、1,2-二碘苯、1,3-二碘苯、1,4-二碘苯、1,2,3-三碘苯、1,2,4-三碘苯、甲苯、氟甲苯、2,3-二氟甲苯、2,4-二氟甲苯、2,5-二氟甲苯、2,3,4-三氟甲苯、2,3,5-三氟甲苯、氯甲苯、2,3-二氯甲苯、2,4-二氯甲苯、2,5-二氯甲苯、2,3,4-三氯甲苯、2,3,5-三氯甲苯、碘甲苯、2,3-二碘甲苯、2,4-二碘甲苯、2,5-二碘甲苯、2,3,4-三碘甲苯、2,3,5-三碘甲苯、二甲苯和它们的组合。
电解质还可以包括碳酸亚乙烯酯或由化学式4表示的碳酸亚乙酯类化合物的添加剂以改善循环寿命。
[化学式4]
Figure BDA0003609861890000151
(在化学式4中，R7和R8相同或不同，并且均可以独立地是氢、卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)或氟代C1至C5烷基，前提条件是R7和R8中的至少一个是卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)或氟代C1至C5烷基，并且R7和R8不同时是氢。)
碳酸亚乙酯类化合物的示例包括碳酸二氟亚乙酯、碳酸氯代亚乙酯、碳酸二氯亚乙酯、碳酸溴代亚乙酯、碳酸二溴亚乙酯、碳酸硝基亚乙酯、碳酸氰基亚乙酯或碳酸氟代亚乙酯。可以在合适的范围内灵活地使用用于改善循环寿命的添加剂的量。
非水性有机溶剂还可以包括乙烯基碳酸亚乙酯、己烷三腈、四氟硼酸锂、丙烷磺内酯等作为添加剂。
溶解在有机溶剂中的锂盐向电池供应锂离子，使可再充电锂电池进行基本运行，并改善锂离子在正极与负极之间的传输。锂盐的示例可以包括选自于LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2C2F5)2、Li(CF3SO2)2N、LiN(SO3C2F5)2、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO2、LiAlCl4、LiPO2F2、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(其中，x和y是自然数，例如，0至20的整数)、二氟(双草酸)磷酸锂、LiCl、LiI和LiB(C2O4)2(双(草酸)硼酸锂：LiBOB)和二氟(草酸)硼酸锂(LiDFOB)中的至少一种或两种或更多种。锂盐的浓度可以在从约0.1M至约2.0M的范围。当以以上浓度范围包括锂盐时，由于最佳的电解质导电性和粘性，电解质可以具有优异的性能和锂离子迁移率。
根据电池的种类，可再充电锂电池还可以包括位于负极与正极之间的隔膜。合适的隔膜材料的示例包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯和它们的多层(诸如聚乙烯/聚丙烯双层隔膜、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三层隔膜以及聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔膜)。
图2是根据实施例的可再充电锂电池的分解透视图。根据实施例的可再充电锂电池可以是圆柱形电池。
参照图2，可再充电锂电池100是圆柱形电池，并且包括负极112、正极114、隔膜113、浸入负极112、正极114和隔膜113中的电解质(未示出)、电池壳体120以及密封电池壳体120的密封构件140。
这样的可再充电锂电池100通过顺序地堆叠负极112、隔膜113和正极114，将它们以螺旋形式卷绕，并将它们容纳在电池壳体120中来制造。
在下文中，描述本发明的示例和对比示例。然而，这些示例在任何意义上将不被解释为限制发明的范围。
(示例1)
将94.4wt％的天然石墨、2.6wt％的Si-碳复合物、2.0wt％的苯乙烯丁二烯橡胶和1.0wt％的羧甲基纤维素与水溶剂混合，以制备粘度(在25℃下)为2568cP的用于第一负极活性物质层的浆料。
将95.8wt％的天然石墨、2.7wt％的Si-碳复合物、0.5wt％的苯乙烯丁二烯橡胶和1.0wt％的羧甲基纤维素与水溶剂混合，以制备粘度(在25℃下)为2362cP的用于第二负极活性物质层的浆料。
这里，Si-碳复合物具有包括人造石墨和硅颗粒的核以及涂覆在核的表面上的软碳。软碳涂覆层具有20nm的厚度，并且硅颗粒具有100nm的平均粒径(D50)。
在移动Cu箔集流体的同时，经由双模涂覆将用于第一负极活性物质层的浆料和用于第二负极活性物质层的浆料涂覆在Cu箔上，以在Cu箔上制备第一层和第二层，然后将所得Cu箔(厚度为10μm)定位在具有6000高斯至7000高斯的磁场强度的磁体上，同时间隔3mm至10mm。此后，将Cu箔沿着磁体移动以暴露于磁场1秒至3秒。此后，干燥所得产物，以制备具有65μm的剖面厚度的第一负极活性物质层和具有65μm的剖面厚度的第二负极活性物质层。通过相同的步骤在其上形成有第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的Cu箔的其上未形成第一负极活性物质层和第二负极活性物质层的相对侧上形成第一负极活性物质层和第二负极活性物质层，从而制造负极。结果，负极具有270μm的厚度(包括10μm的集流体)。
在形成第一负极活性物质层和第二负极活性物质层之后，执行压制，以制备负极。在该负极中，在压制之后，第一负极活性物质层的剖面厚度为42μm，并且第二负极活性物质层的剖面厚度为42μm，使得负极的总厚度为178μm。
将97.36wt％的LiNi0.8Co0.1Al0.1O2、1.3wt％的炭黑导电材料、1.1wt％的聚偏二氟乙烯、0.1wt％的草酸和0.14wt％的丁腈橡胶在N-甲基吡咯烷酮溶剂中混合，以制备正极活性物质浆料。将正极活性物质浆料涂覆在Al集流体上，干燥并压制，以制备正极。
使用负极、正极和电解质来制造21700型圆柱形可再充电锂电池单元，该21700型圆柱形可再充电锂电池是具有4933mAh的电池容量和4.72mAh/cm2的电流密度的全电池。在此，通过使用碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯(体积比为20:10:70)的混合溶剂并且在其中溶解1M LiPF6来制备电解质。
(示例2)
将91.8wt％的天然石墨、5.2wt％的Si-碳复合物、2.0wt％的苯乙烯丁二烯橡胶和1.0wt％的羧甲基纤维素与水溶剂混合，以制备粘度(在25℃下)为2564cP的用于第一负极活性物质层的浆料。
将98.5wt％的天然石墨、0.5wt％的苯乙烯丁二烯橡胶和1.0wt％的羧甲基纤维素与水溶剂混合，以制备粘度(在25℃下)为2235cP的用于第二负极活性物质层的浆料。
除了使用该用于第一负极活性物质层的浆料和该用于第二负极活性物质层的浆料之外，通过与示例1的步骤相同的步骤制备负极，在该负极中，第一负极活性物质层的厚度为42μm，并且第二负极活性物质层的厚度为42μm，使得负极的总厚度为178μm。
使用该负极以及示例1的正极和电解质来制造21700型圆柱形可再充电锂电池单元，该21700型圆柱形可再充电锂电池是具有4933mAh的电池容量和4.72mAh/cm2的电流密度的全电池。
(示例3)
将94.4wt％的天然石墨、2.6wt％的Si-碳复合物、2.0wt％的苯乙烯丁二烯橡胶和1.0wt％的羧甲基纤维素与水溶剂混合，以制备粘度(在25℃下)为2154cP的用于第一负极活性物质层的浆料。
将95.8wt％的天然石墨、2.7wt％的Si-碳复合物、0.5wt％的苯乙烯丁二烯橡胶和1.0wt％的羧甲基纤维素与水溶剂混合，以制备粘度(在25℃下)为2465cP的用于第二负极活性物质层的浆料。
除了使用该用于第一负极活性物质层的浆料和该用于第二负极活性物质层的浆料之外，通过与示例1的步骤相同的步骤制备负极，在该负极中，第一负极活性物质层的厚度为42μm，并且第二负极活性物质层的厚度为42μm，使得负极的总厚度为178μm。
使用该负极以及示例1的正极和电解质来制造21700型圆柱形可再充电锂电池单元，该21700型圆柱形可再充电锂电池是具有4933mAh的电池容量和4.72mAh/cm2的电流密度的全电池。
(对比示例1)
经由双模涂覆将示例1的用于第一负极活性物质层的浆料和示例1的用于第二负极活性物质层的浆料涂覆在Cu箔集流体(厚度为10μm)上并干燥，以制备具有65μm的剖面厚度的第一负极活性物质层和具有65μm的剖面厚度的第二负极活性物质层。在Cu箔的两侧上形成第一负极活性物质层和第二负极活性物质层，因此，所得产物的总厚度为270μm的厚度(包括10μm的集流体)。
在形成第一负极活性物质层和第二负极活性物质层之后，执行压制，以制备负极。在该负极中，在压制之后，第一负极活性物质层的剖面厚度为42μm，并且第二负极活性物质层的剖面厚度为42μm，使得压制后负极的总厚度为178μm。使用该负极以及示例1的正极和电解质，通过与示例1的步骤相同的步骤制造可再充电锂电池。
(对比示例2)
将95.1wt％的天然石墨、2.6wt％的Si-碳复合物、1.3wt％的苯乙烯丁二烯橡胶和1.0wt％的羧甲基纤维素与水溶剂混合，以制备粘度(在25℃下)为1856cP的用于第一负极活性物质层的浆料。
在移动Cu箔集流体(厚度为10μm)的同时，经由狭缝模具涂覆将用于第一负极活性物质层的浆料涂覆在Cu箔上并干燥，以制备具有130μm的剖面厚度的第一负极活性物质层。将第一负极活性物质层分别涂覆在Cu箔的两侧上，结果，第一负极活性物质层的两侧的总厚度为270μm(包括10μm的集流体)。
在形成第一负极活性物质层之后，执行压制，以制备负极。在该负极中，在压制之后，第一负极活性物质层的剖面厚度为84μm，使得负极的总厚度为178μm。
使用该负极以及示例1的正极和电解质，通过与示例1的步骤相同的步骤制造可再充电锂电池。
实验示例1)SEM照片
测量根据示例1和对比示例1的针对压制之前的负极的剖面SEM照片。结果在图3中示出为A和B。在图3中，中心的白色是集流体，并且A和B是集流体两侧上的负极活性物质层。图3中所示的活性物质层的厚度值是实际测量值。例如，在示例1中，以第一负极活性物质层和第二负极活性物质层相加为130μm的厚度形成活性物质层，但是根据在制备工艺期间引起的偏差实际上分别获得128μm和124μm。还认为这种偏差在相关技术中将是容易理解的。如图3中所示，示例1和对比示例1的B侧(图3的B)和A侧(图3的A)具有相似的形态，但是可以知道的是，示例1而不是对比示例1具有一定的垂直度。
通过这些结果，可以知道的是，由于磁场的施加，垂直度可以实际上不同。
实验示例2)X射线衍射特性的测量
涂覆之后，对于示例1和对比示例1的负极，通过使用作为靶射线的CuKα射线和NewBruker D8 XRD设备、通过利用Fullprof的面积法测量XRD。在此，在2θ＝10°至80°、0.05s/步和0.026°/步的步长的条件下执行测量。
根据测量结果，测量了峰强度I(002)和峰强度I(110)。结果在图4中示出。另外，根据测量结果，测量了峰强度比(I(002)/I(110))。结果也在图4中示出。在实验中测量的峰强度作为峰的积分面积值而获得。
在相同条件下测量了根据示例1和对比示例1的负极在压制之后的峰强度I(002)和峰强度I(110)。结果和由此获得的峰强度比(I(002)/I(110))在图5中示出。
如图4中所示，在压制之前，示例1的峰强度比(I(002)/I(110))为24，并且对比示例1的峰强度比(I(002)/I(110))为160。如图5中所示，在压制之后，示例1的峰强度比(I(002)/I(110))为116，并且对比示例1的峰强度比(I(002)/I(110))为370。
从这些结果可以看出，施加磁场的负极活性物质层的峰强度比(I(002)/I(110))为150或更小，并且其是相对于不施加磁场的负极活性物质层的峰强度比(I(002)/I(110))的90％或更小。
在相同条件下测量根据示例2和示例3以及对比示例2的负极的峰强度I(002)和峰强度I(110)，并且从这些结果获得峰强度比(I(002)/I(110))。结果在图6中示出。为了对比，在图6中也示出了示例1和示例2的峰强度比(I(002)/I(110))。如图6中所示，示例1为116，示例2为142，示例3为110，对比示例1为370，并且对比示例2为505。
根据这些结果，示例1至示例3的峰强度比(I(002)/I(110))为150或更小，但是没有通过磁场取向的对比示例1和对比示例2的峰强度比远大于150。因此，可以看出，峰强度比(I(002)/I(110))根据通过磁场执行取向/未通过磁场执行取向而显著不同。
实验示例3)剥离强度的测量
通过测量剥离强度来确认根据示例1以及对比示例1和对比示例2的负极的顶部(第二负极活性物质层)和底部(第一负极活性物质层)的粘结剂分布。
通过使用SAICAS(表面和界面切割分析系统)设备用刀片切割负极并分离成底部(第一负极活性物质层)和顶部(第二负极活性物质层)来确定剥离强度测量。通过所得的顶部和底部的剥离强度，测量底部的剥离强度/顶部的剥离强度的百分比。结果在图7中示出。在图7中，A平面表示图3的A平面，并且B平面表示图3的B平面。
如图7中所示，示例1和对比示例1的A平面和B平面的底部的剥离强度/顶部的剥离强度的百分比均为70％或更高(示例1：A平面-75％，B平面-76％，对比示例1：A平面-78％，B平面-79％)，但对比示例2的A平面和B平面的底部的剥离强度/顶部的剥离强度的百分比均为约50％。
根据对比示例1和示例1的A平面的底部的剥离强度/顶部的剥离强度的百分比与B平面的底部的剥离强度/顶部的剥离强度的百分比之间的差异均为1％，其基本相似，因此即使对活性物质层施加磁场，也可以保持粘结剂的分配比。
通过这些结果，可以看出，当负极活性物质层形成为两层时，第一负极活性物质层中的粘结剂的用量大于第二负极活性物质层中的粘结剂的用量可以允许粘结剂在整个活性物质层中均匀分布。
实验示例4)电阻的测量
对于根据示例1和对比示例1的可再充电锂电池，通过使用阻抗分析仪(Solartron1260A阻抗/增益相位分析仪)在25℃下在2探针方法下测量离子电阻。结果在图8中示出。
如图8中所示，示例1的离子电阻显著低于对比示例1的离子电阻。
实验示例5)DC内阻的测量(DCIR：直流内阻)
通过以0.5C并且在25℃下充放电，同时放电深度(放电容量与额定容量的比)改变为0％、10％、20％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和100％，并且通过测量电压降(V)，同时电流以0.5C流动10秒，来评估针对示例1和对比示例1的可再充电锂电池的直流内阻(DCIR)。结果在图9中示出。
如图9中所示，示例1的电阻完全低于对比示例1的电阻，特别是初始(0％)放电深度时的电阻显著低于对比示例1的电阻。
实验示例6)室温和低温下的循环寿命特性的测量
在4.2V至2.5V下以1.0C并且在室温(RT，25℃)下对示例1、对比示例1和对比示例2的可再充电锂电池充放电100次。通过计算每次循环与第一次循环的放电容量相对的放电容量比来评估根据充放电循环的容量保持率。结果在图10中示出。
在4.2V至2.5V下以1.0C并且在低温(10℃)下对示例1、对比示例1和对比示例2的可再充电锂电池充放电100次。通过计算每次循环与第一次循环的放电容量相对的放电容量比来评估根据充放电循环的容量保持率。结果在图11中示出。
如图10和图11中所示，示例1而不是对比示例1和对比示例2在室温和低温下表现出优异的循环寿命特性。特别地，与对比示例1和对比示例2相比，示例1表现出令人惊讶的优异的低温循环寿命特性。对比示例1在低温下64次循环表现出85％的容量保持率，并且对比示例2在低温下50次循环或更多次循环表现出85％的容量保持率，因此，对比示例1和对比示例2的容量保持率显著劣化。
虽然已经结合目前被认为是实际的示例实施例描述了本公开，但是将理解的是，发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (13)

1.一种用于可再充电锂电池的负极，所述负极包括：
集流体；
第一负极活性物质层，设置在所述集流体上并且包括第一负极活性物质；以及
第二负极活性物质层，设置在所述第一负极活性物质层上并且包括第二负极活性物质，
其中，当通过使用CuKα射线测量XRD时，所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层的在(002)面处的峰强度相对于在(110)面处的峰强度的峰强度比I(002)/I(110)为150或更小。
2.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述峰强度比I(002)/I(110)为1至150。
3.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述峰强度比I(002)/I(110)是在将用于所述第一负极活性物质层的组合物和用于所述第二负极活性物质层的组合物涂覆在所述集流体上以制备第一层和第二层，对所得产物施加磁场，并干燥和压制以制备所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层之后获得的。
4.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述峰强度比I(002)/I(110)是在将用于所述第一负极活性物质层的组合物涂覆在所述集流体上以形成第一层，将用于所述第二负极活性物质层的组合物涂覆在所述第一层上以形成第二层，对所得产物施加磁场，并干燥和压制以制备所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层之后获得的。
5.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层是取向层，在所述取向层中，所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质相对于所述集流体取向。
6.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层的所述峰强度比I(002)/I(110)对应于非取向层的峰强度比I(002)/I(110)的90％或更小，所述非取向层具有与所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层相同的组成和厚度。
7.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述第一负极活性物质层的剥离强度与所述第二负极活性物质层的剥离强度的比为70％至90％。
8.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质彼此相同或不同，并且包括结晶碳基材料。
9.根据权利要求8所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述结晶碳基材料是人造石墨、天然石墨或它们的组合。
10.根据权利要求8所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质还包括选自于Si基负极活性物质、Sn基负极活性物质和锂钒氧化物负极活性物质中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述第一负极活性物质层具有20μm至125μm的厚度，并且所述第二负极活性物质层具有20μm至125μm的厚度。
12.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负极，其中，所述峰强度比是从在所述(002)面处的峰积分面积强度值/在所述(110)面处的峰积分面积强度值获得的峰积分面积值比。
13.一种可再充电锂电池，所述可再充电锂电池包括：
根据权利要求1至权利要求12中任一项所述的负极；
正极；以及
电解质。
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