ES2937357T3 - Material activo de electrodo negativo, batería y dispositivo - Google Patents

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Yuzhen Zhao
Qisen Huang
Yingjie Guan
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Abstract

La presente invención proporciona un material activo de electrodo negativo, una batería y un dispositivo. El material activo del electrodo negativo comprende un primer óxido de silicio y un segundo óxido de silicio, en el que la relación entre el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es de 8~25, el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio el primer óxido de silicio es de 1,0 μm~5,0 μm, el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es de 0,05 μm~0,50 μm. Al seleccionar dos tipos de óxidos de silicio con rangos específicos de Dn10 para que coincidan entre sí, la presente invención controla el rebote del espesor de la placa del electrodo negativo, asegura un buen contacto eléctrico entre las partículas del material activo del electrodo negativo y, a su vez, es beneficioso para mejorar el ciclo. la estabilidad y el ciclo de vida de la batería. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Material activo de electrodo negativo, batería y dispositivo
Solicitudes relacionadas
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente china No. CN201811640052.X, presentada el 29 de diciembre de 2018.
Campo técnico
La presente invención se refiere al campo de las baterías, y más específicamente se refiere a un material activo de electrodo negativo, una batería y un dispositivo.
Antecedentes
En los últimos años, debido a los mayores requisitos de densidad de energía en la industria de los vehículos eléctricos, se ha llevado a cabo una gran cantidad de investigaciones sobre materiales activos de electrodos negativos que tienen alta capacidad. El silicio se valora porque tiene una capacidad teórica por gramo superior a la del grafito en más de 10 veces, pero existe un efecto de volumen severo para el silicio, lo que resulta en una gran expansión de volumen en el proceso de carga. Por lo tanto, la placa del electrodo negativo preparada con silicio como material activo del electrodo negativo tiene un rebote de mayor espesor y la porosidad de la placa del electrodo negativo es mayor en el uso de la batería, por lo que la estructura de la placa del electrodo negativo se transforma gradualmente desde el estado denso inicial en el estado poroso suelto, y la red conductora de la placa del electrodo negativo se daña, el contacto eléctrico entre las partículas de material activo del electrodo negativo se vuelve pobre, lo que influye seriamente en la estabilidad del ciclo y la vida útil del ciclo de la batería.
El documento JP 2009 205950 A describe un dispositivo que comprende una batería secundaria de iones de litio no acuosa y su preparación. Dicha batería comprende un electrodo negativo, que utiliza un compuesto de polvo de óxido de silicio A y polvo de óxido de silicio B, p. ej., en una mezcla 90:10, como material activo negativo. El polvo de óxido de silicio A, es decir, el primer óxido de silicio, tiene un D50 de 7,6± 0,2 gm, un D90 de 11,9± 0,2 gm y siguiendo la FIGURA 1 correspondiente al polvo A, un D10 de 3,8 gm. El polvo de óxido de silicio B, es decir, el segundo óxido de silicio, tiene un D50 de 0,8 ± 0,2 gm, y según la distribución de tamaño de partícula correspondiente en la FIGURA 2, un D10 de 0,29 gm y un D90 de 1,45 gm.
Resumen
En vista de los problemas existentes en los antecedentes, un objeto de la presente invención es proporcionar un material activo para electrodos negativos, una batería y un dispositivo que pueda controlar el rebote de espesor de la placa del electrodo negativo y asegurar un buen contacto eléctrico entre las partículas de material activo del electrodo negativo y mejorar la estabilidad del ciclo y el ciclo de vida de la batería.
Para lograr el objeto anterior, en un primer aspecto de la presente invención, la presente invención proporciona un material activo de electrodo negativo, que comprende un primer óxido de silicio y un segundo óxido de silicio, donde, una relación de un diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio a un diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es 8~25, el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio es 1,0 gm~5,0 gm, el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es 0,05 gm~0,50 gm.
En un segundo aspecto de la presente invención, la presente invención proporciona una batería que comprende un material activo de electrodo negativo según el primer aspecto de la presente invención.
En un tercer aspecto de la presente invención, la presente invención proporciona un dispositivo que comprende una batería según el segundo aspecto de la presente invención.
La presente invención tiene al menos los siguientes efectos beneficiosos: al seleccionar los dos tipos de óxidos de silicio con los intervalos específicos de Dn10 para que coincidan entre sí, la presente invención controla el rebote del espesor de la placa del electrodo negativo y asegura un buen contacto eléctrico entre las partículas de material activo del electrodo negativo, además, es beneficiosa para mejorar la estabilidad del ciclo y el ciclo de vida de la batería. El dispositivo de la presente invención tiene al menos las mismas ventajas que la batería porque el dispositivo comprende la batería. Breve descripción de los dibujos
La FIGURA 1 es una vista esquemática de una realización de una batería.
La FIGURA 2 es una vista esquemática de una realización de un módulo de batería.
La FIGURA 3 es una vista esquemática de una realización de un paquete de baterías.
La FIGURA 4 es una vista en despiece de la FIGURA 3.
La FIGURA 5 es una vista esquemática de una realización de un dispositivo que utiliza la batería como fuente de energía.
Los números de referencia se representan de la siguiente manera:
1 paquete de baterías
2 cuerpo de la caja superior
3 cuerpo de la caja inferior
4 módulo de batería
5 batería
Descripción detallada
A continuación se describen en detalle un material activo de electrodo negativo, una batería y un dispositivo según la presente invención.
En primer lugar, se describe un material activo de electrodo negativo según un primer aspecto de la presente invención.
El material activo de electrodo negativo según el primer aspecto de la presente invención comprende un primer óxido de silicio y un segundo óxido de silicio, donde la relación entre un diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio y un diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es 8~25, y el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio es de 1,0 pm~5,0 pm, y el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es de 0,05 pm~0,50 pm. Cabe señalar que un Dn10 representa un diámetro de partícula correspondiente al porcentaje de cantidad acumulada de un material (como el material activo del electrodo negativo, el primer óxido de silicio o el segundo óxido de silicio) que alcanza el 10 %.
El diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio no debe ser demasiado grande, de lo contrario, el contenido de partículas finas en el material activo del electrodo negativo es demasiado bajo, lo que es beneficioso para suprimir el rebote del espesor de la placa del electrodo negativo. Aquí, se puede seleccionar un límite inferior del diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio de cualquiera de 1,0 pm, 1,1 pm, 1,2 pm, 1,3 pm, 1,4 pm, 1,5 pm, 1,6 pm, 1,7 pm, 1,8 pm, 1,9 pm y 2,0 pm, se puede seleccionar un límite superior del diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio entre 5,0 pm, 4,8 pm, 4,5 pm, 4,2 pm, 4,0 pm, 3,8 pm, 3,6 pm, 3,4 pm, 3,2 pm, 3,0 pm, 2,8 pm, 2,6 pm, 2,4 pm y 2,0 pm. Preferiblemente, el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio es de 1,7 pm~4,5 pm.
El diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio no debe ser demasiado pequeño, de lo contrario habría una gran cantidad de partículas finas en la placa del electrodo negativo preparada, lo que tiende a aumentar el consumo de la solución electrolítica y a deteriorar el rendimiento del ciclo y la vida útil de la batería. Aquí, se puede seleccionar un límite inferior del diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio de cualquiera de 0,05 pm, 0,06 pm, 0,07 pm, 0,08 pm, 0,09 pm, 0,10 pm, 0,11 pm, 0,12 pm, 0,13 pm, 0,14 pm y 0,15 pm, se puede seleccionar un límite superior del diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio entre cualquiera de 0,50 pm, 0,48 pm, 0,45 pm, 0,40 pm, 0,38 pm, 0,35 pm, 0,32 pm, 0,30 pm, 0,28 pm, 0,26 pm, 0,24 pm, 0,22 pm, 0,20 pm y 0,18 pm. Preferiblemente, el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es de 0,10 pm~0,35 pm.
Se puede seleccionar un límite inferior de la relación del diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio al diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio de cualquiera de 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 y 16, se puede seleccionar un límite superior de la relación entre el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio entre 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16 y 15. Preferiblemente, la relación del diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio al diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es 10~20.
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, mezclar los dos tipos de óxidos de silicio con los intervalos específicos de Dn10 puede reducir efectivamente el rebote del espesor de la placa del electrodo negativo y mantener un buen contacto eléctrico entre las partículas del material activo del electrodo negativo, lo que es beneficioso para mejorar la estabilidad del ciclo y el ciclo de vida de la batería. La posible razón es que: desde la perspectiva del polvo del material activo del electrodo negativo, la mezcla del primer óxido de silicio y el segundo óxido de silicio con diferentes intervalos de Dn10 para que coincidan entre sí puede mejorar significativamente la densidad de compactación del polvo del material activo del electrodo negativo, cuanto mayor sea la densidad de compactación, mayor será el grado de coincidencia entre los polvos del material activo del electrodo negativo, más beneficiosa será la densidad de compactación de la placa del electrodo negativo mejorada, y mejor será el contacto eléctrico entre las partículas del material activo del electrodo negativo; desde la perspectiva de la placa del electrodo negativo, en el proceso de preparación de la placa del electrodo negativo, el segundo óxido de silicio con un Dn10 más pequeño tiene un diámetro de partícula más pequeño y una mayor cantidad, el segundo óxido de silicio llenará el espacio entre las partículas del primer óxido de silicio con Dn10 más grande, lo que no solo puede mejorar la densidad de compactación de la placa del electrodo negativo, sino que también reduce la probabilidad de que haya vacantes más grandes en la placa del electrodo negativo causadas por la expansión del volumen del primer óxido de silicio con Dn10 más grande durante el uso de la batería, es decir, se puede reducir el rebote del espesor y la porosidad de la placa del electrodo negativo, por lo que se puede mejorar la estabilidad del ciclo y el ciclo de vida de la batería.
Si la relación entre el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es demasiado baja, y la ventaja cuantitativa del segundo óxido de silicio con un Dn10 más pequeño casi se pierde y es difícil llenar completamente el espacio entre las partículas del primer óxido de silicio con mayor Dn10, entonces el rebote del espesor de la placa del electrodo negativo es mayor en el uso de la batería. Si la relación entre el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es demasiado alta, la placa del electrodo negativo preparada contendrá una gran cantidad de partículas finas, lo que resultará fácilmente en un aumento del consumo de la solución electrolítica y deteriorará el rendimiento del ciclo y la vida útil de la batería.
Dn10 representa un diámetro de partícula correspondiente al porcentaje de cantidad acumulada que alcanza el 10 %, es decir, la cantidad de partículas cuyos diámetros de partícula son más pequeños que el diámetro de partícula correspondiente a Dn10 representa el 10 % de la cantidad total de todas las partículas, que pueden reflejar de manera más precisa e intuitiva el contenido de partículas finas. El diámetro de partícula de volumen representa un porcentaje de un volumen total de partículas, cada una de las cuales es menor que un cierto valor, a un volumen total de todas las partículas. Para un polvo que tiene un intervalo de distribución de diámetro de partícula amplio (por ejemplo, el material activo del electrodo negativo), el porcentaje de volumen de un polvo que tiene partículas finas con respecto al polvo del material del electrodo activo negativo es insignificante, pero el polvo que tiene partículas finas tiene una gran influencia en la expansión de volumen del polvo de material activo del electrodo negativo (especialmente el polvo del material activo del electrodo negativo que contiene silicio), por lo tanto, es menos exacto usar el diámetro de partícula de volumen convencional para caracterizar el contenido de partículas finas en el material activo del electrodo negativo, al tiempo que es más preciso e intuitivo usar el diámetro cuantitativo de las partículas para caracterizar el contenido de partículas finas en el polvo del material activo del electrodo negativo, lo cual es beneficioso para controlar razonablemente el rebote del espesor de la placa del electrodo negativo.
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, preferiblemente, el diámetro de partícula Dn10 del material activo del electrodo negativo es de 0,10 pm~0,50 pm. Aquí, se puede seleccionar un límite inferior del diámetro de partícula Dn10 del material activo del electrodo negativo de cualquiera de 0,10 pm, 0,11 pm, 0,12 pm, 0,13 pm, 0,14 pm, 0,15 pm, 0,16 pm, 0,17 pm, 0,18 pm, 0,19 pm y 0,20 pm, se puede seleccionar un límite superior del diámetro de partícula Dn10 del material activo del electrodo negativo entre 0,50 pm, 0,48 pm, 0,45 pm, 0,42 pm, 0,40 pm, 0,38 pm, 0,35 pm, 0,32 pm, 0,30 pm, 0,28 pm, 0,26 pm, 0,24 pm, 0,22 pm y 0,20 pm. Más preferiblemente, el diámetro de partícula Dn10 del material activo del electrodo negativo es de 0,15 pm~0,36 pm.
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, al seleccionar los dos tipos de óxidos de silicio con los intervalos específicos de Dn10 para que coincidan entre sí, se puede controlar bien el aumento del rebote del espesor y la porosidad de la placa del electrodo negativo, lo que mantiene un buen contacto eléctrico entre las partículas del material activo del electrodo negativo, sobre esta base, si el ancho de distribución del diámetro de las partículas de los dos tipos de óxidos de silicio se controla razonablemente, también es beneficioso promover el grado de coincidencia entre las partículas de material activo del electrodo negativo y mantener una buena estructura de la placa del electrodo, por lo que la estabilidad del ciclo y el ciclo de vida de la batería se pueden mejorar aún más. Aquí, el ancho de distribución del diámetro de las partículas está representado por (Dn90-Dn10)/Dn50. Dn10, Dn50 y Dn90 representan diámetros de partículas correspondientes a los porcentajes de cantidad acumulada que alcanzan el 10 %, 50 % y 90 %, respectivamente.
Preferiblemente, el primer óxido de silicio tiene un ancho de distribución del diámetro de partícula de 0,8~1,2. Se puede seleccionar un límite inferior del ancho de distribución del diámetro de partícula del primer óxido de silicio de cualquiera de 0,80, 0,82, 0,84, 0,86, 0,88, 0,90, 0,92, 0,94, 0,96, 0,98 y 1,00, un límite superior del ancho de distribución del diámetro de partícula del primer óxido de silicio puede seleccionarse entre cualquiera de 1,20, 1,18, 1,16, 1,14, 1,12, 1,10, 1,08, 1,06, 1,04, 1,02 y 1,00. Más preferiblemente, el primer óxido de silicio tiene un ancho de distribución del diámetro de partícula de 0,9~1,1.
Cuanto más amplia sea la distribución del diámetro de las partículas del segundo óxido de silicio, mejor será la ventaja cuantitativa del segundo óxido de silicio; sin embargo, la placa de electrodo negativo preparada como se indicó anteriormente contendrá una gran cantidad de partículas finas al mismo tiempo, lo que da como resultado un aumento en el consumo de la solución electrolítica; cuanto más estrecha es la distribución del diámetro de las partículas del segundo óxido de silicio, peor es la ventaja cuantitativa del segundo óxido de silicio y peor es el efecto del relleno del segundo óxido de silicio como relleno que llena el espacio entre las partículas del primer óxido de silicio. Preferiblemente, el segundo óxido de silicio tiene un ancho de distribución del diámetro de partículas de 1,0~1,6. Se puede seleccionar un límite inferior del ancho de distribución del diámetro de partículas del segundo óxido de silicio de cualquiera de 1,00, 1,02, 1,04, 1,06, 1,08, 1,10, 1,12, 1,14, 1,16, 1,18, 1,20, 1,22, 1,24, 1,26, 1,28 y 1,30, se puede seleccionar un límite superior del ancho de distribución del diámetro de partículas del segundo óxido de silicio entre 1,60, 1,58, 1,56, 1,54, 1,52, 1,50, 1,48, 1,46, 1,44, 1,42, 1,40, 1,38, 1,36, 1,34, 1,32 y 1,30. Más preferiblemente, el segundo óxido de silicio tiene un ancho de distribución del diámetro de partículas de 1,1 ~1,5.
Preferiblemente, el material activo del electrodo negativo tiene un ancho de distribución de diámetro de partículas de 1,0~1,5. Se puede seleccionar un límite inferior del ancho de distribución del diámetro de partículas del material activo del electrodo negativo entre 1,00, 1,02, 1,04, 1,06, 1,08, 1,10, 1,12, 1,14, 1,16, 1,18, 1,20, 1,22 y 1,25, un límite superior del ancho de distribución del diámetro de partículas del material activo del electrodo negativo puede seleccionarse entre cualquiera de 1,50, 1,48, 1,46, 1,44, 1,42, 1,40, 1,38, 1,36, 1,34, 1,32, 1,30, 1,28 y 1,25. Más preferiblemente, el material activo de electrodo negativo tiene un ancho de distribución del diámetro de partículas de 1,1~1,4.
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, al seleccionar los dos tipos de óxidos de silicio con los intervalos específicos de Dn10 para que coincidan entre sí, se puede controlar bien el aumento del rebote del espesor y la porosidad de la placa del electrodo negativo, lo que mantiene un buen contacto eléctrico entre las partículas del material activo del electrodo negativo, sobre esta base, si los diámetros de partículas de volumen promedio de los dos tipos de óxidos de silicio se controlan razonablemente, también es beneficioso promover la desintercalación e intercalación de los iones activos en el material activo del electrodo negativo, por lo que la estabilidad del ciclo y el ciclo de vida de la batería podrían mejorarse aún más. Aquí, el diámetro de partícula de volumen promedio está representado por Dv50, y Dv50 representa un diámetro de partícula correspondiente al porcentaje de volumen acumulativo de alcanzar el 50 %.
Preferiblemente, la relación entre el diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio es de 1,0~8,0. Aquí, se puede seleccionar un límite inferior de la relación entre el diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio entre 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4 y 2,5, se puede seleccionar un límite superior de la relación del diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio al diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio de cualquiera de 8,0, 7,6, 7,2, 6,8, 6,4, 6,0, 5,6, 5,2, 4,8, 4,4, 4,0, 3,6, 3,2, 2,8, 2,4 y 2,0. Más preferiblemente, la relación del diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio al diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio es 1,5~7,2.
Preferiblemente, el diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio es de 3,0 gm~15,0 gm. Aquí, se puede seleccionar un límite inferior del diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio de cualquiera de 3,0 gm, 3,2 gm, 3,4 gm, 3,6 gm, 3,8 gm, 4,0 gm, 4,2 gm, 4,4 gm, 4,6 gm, 4,8 gm, 5,0 gm, 5,2 gm, 5,4 gm, 5,6 gm, 5,8 gm y 6,0 gm, se puede seleccionar un límite superior del diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio entre cualquiera de 15,0 gm, 14,5 gm, 14,0 gm, 13,5 gm, 13,0 gm, 12,5 gm, 12,0 gm, 11,5 gm, 11,0 gm, 10,5 gm, 10,0 gm, 9,5 gm, 9,0 gm, 8,5 gm, 8,0 gm, 7,5 gm, 7,0 gm, 6,5 gm y 6,0 gm. Más preferiblemente, el diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio es de 4,4 gm~11,0 gm.
Preferiblemente, el diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio es de 0,4 gm~4,0 gm. Aquí, se puede seleccionar un límite inferior del diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio de cualquiera de 0,4 gm, 0,5 gm, 0,6 gm, 0,7 gm, 0,8 gm, 0,9 gm, 1,0 gm, 1,1 gm, 1,2 gm, 1,3 gm. gm, 1,4 gm, 1,5 gm, 1,6 gm, 1,7 gm, 1,8 gm, 1,9 gm y 2,0 gm, se puede seleccionar un límite superior del diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio entre cualquiera de 4,0 gm, 3,9 gm, 3,8 gm. gm, 3,7 gm, 3,6 gm, 3,5 gm, 3,4 gm, 3,3 gm, 3,2 gm, 3,1 gm, 3,0 gm, 2,9 gm, 2,8 gm, 2,7 gm, 2,6 gm, 2,5 gm, 2,4 gm, 2,3 gm, 2,2 gm, 2,1 gm y 2,0 gm. Más preferiblemente, el diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio es de 0,9 gm~3,5 gm.
Preferiblemente, el diámetro de partícula Dv50 del material activo del electrodo negativo es de 3,5 gm~10,5 gm. Aquí, se puede seleccionar un límite inferior del diámetro de partícula Dv50 del material activo del electrodo negativo de cualquiera de 3,5 gm, 4,0 gm, 4,5 gm, 5,0 gm, 5,5 gm, 6,0 gm, 6,5 gm y 7,0 gm, un límite superior del diámetro de partícula Dv50 del material activo del electrodo negativo puede seleccionarse entre cualquiera de 10,5 gm, 10,0 gm, 9,5 gm, 9,0 gm, 8,5 gm, 8,0 gm, 7,5 gm, 7,0 gm y 6,5 gm. Más preferiblemente, el diámetro de partícula Dv50 del material activo de electrodo negativo es de 4,0 gm~8,5 gm.
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, además, ajustando razonablemente un área de superficie específica del primer óxido de silicio y un área de superficie específica del segundo óxido de silicio, la probabilidad de reacción secundaria del primer óxido de silicio y el segundo óxido de silicio óxido con la solución de electrolito también podría reducirse significativamente.
Preferiblemente, la relación entre el área superficial específica del primer óxido de silicio y el área superficial específica del segundo óxido de silicio es 1 :(1,5~13,0); más preferiblemente, la relación entre el área superficial específica del primer óxido de silicio y el área superficial específica del segundo óxido de silicio es 1 :(1,8~10,0).
Preferiblemente, el área superficial específica del primer óxido de silicio es de 0,4 m2/g~3,2m2/g. Aquí, se puede seleccionar un límite inferior del área de superficie específica del primer óxido de silicio de cualquiera de 0,4 m2/g, 0,5 m2/g, 0,6 m2/g, 0,7 m2/g, 0,8 m2/g, 0,9 m2/g, 1,0 m2/g, 1,1 m2/g, 1,2 m2/g, 1,3 m2/g, 1,4 m2/g, 1,5 m2/g, 1,6 m2/g, 1,7 m2/g y 1,8 m2/g, se puede seleccionar un límite superior del área superficial específica del primer óxido de silicio de cualquiera de 3,2 m2/g, 3,1 m2/g, 3,0 m2/g, 2,9 m2/g, 2,8 m2/g, 2,7 m2/g, 2,6 m2/g, 2,5 m2/g, 2,4 m2/g, 2,3 m2/g, 2,2 m2/g, 2,1 m2/g, 2,0 m2/g, 1,9 m2/g y 1,8 m2/g. Más preferiblemente, el área superficial específica del primer óxido de silicio es de 0,8 m2/g~2,5 m2/g.
Preferiblemente, el área superficial del segundo óxido de silicio específico es de 4,6 m2/g~12,5 m2/g. Aquí, se puede seleccionar un límite inferior del área de superficie específica del segundo óxido de silicio de cualquiera de 4,6 m2/g, 4,8 m2/g, 5,0 m2/g, 5,2 m2/g, 5,5 m2/g, 6,0 m2/g, 6,5 m2/g, 7,0 m2/g, 7,5 m2/g, 8,0 m2/g, 8,5 m2/g y 9,0 m2/g, se puede seleccionar un límite superior de área de superficie específica del segundo óxido de silicio de cualquiera de 12,5 m2/g, 12,0 m2/g, 11,5 m2/g, 11,0 m2/g, 10,5 m2/g, 10,0 m2/g, 9,5 m2/g, 9,0 m2/g, 8,5 m2/g y 8,0 m2/g. Más preferiblemente, el área superficial específica del segundo óxido de silicio es 5,0 m2/g~10,0 m2/g.
Preferiblemente, un área superficial específica del material activo del electrodo negativo es de 1,8 m2/g~5,9 m2/g. Aquí, se puede seleccionar un límite inferior del área de superficie específica del material activo del electrodo negativo de cualquiera de 1,8 m2/g, 2,0 m2/g, 2,2 m2/g, 2,4 m2/g, 2,6 m2/g, 2,8 m2/g, 3,0 m2/g, 3,2 m2/g y 3,5 m2/g, se puede seleccionar un límite superior de un área de superficie específica del material activo del electrodo negativo del grupo que consta de 5,9 m2/g, 5,6 m2/g, 5,4 m2/g, 5,2 m2/g, 5,0 m2/g, 4,8 m2/g, 4,5 m2/g, 4,0 m2/g y 3,5 m2/g. Más preferiblemente, el área superficial específica del material activo del electrodo negativo es de 2,4 m2/g~5,2 m2/g.
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, cuando el material activo de electrodo negativo tiene un diámetro de partícula más pequeño, generalmente tiene un área de superficie específica más grande y consume más solución de electrolito e iones activos en el uso de la batería, por lo tanto, preferiblemente la cantidad de las partículas más pequeñas que se agregarán en el material activo del electrodo negativo también se encuentran dentro de un intervalo controlado.
Preferiblemente, la relación en peso del primer óxido de silicio al segundo óxido de silicio es (60 %~90 %):(40 %~10 %); más preferiblemente, la relación en peso del primer óxido de silicio al segundo óxido de silicio es (75 %~90 %): (25 %~10 %).
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, preferiblemente, el material activo del electrodo negativo tiene una densidad de compactación de 0,8 g/cm3~2,0 g/cm3 bajo una condición de prueba de una presión de 5 toneladas; más preferiblemente, el material activo del electrodo negativo tiene una densidad de compactación de 11 g/cm3~1,7 g/cm3 bajo una condición de prueba de la presión de 5 toneladas.
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, preferiblemente, el material activo del electrodo negativo comprende además un revestimiento aplicado sobre una superficie de al menos uno del primer óxido de silicio y el segundo óxido de silicio. Preferiblemente, el revestimiento puede ser uno o más seleccionados de un grupo que consta de material de carbono, metal y óxido metálico.
Aquí, el material de carbono es preferiblemente uno o más seleccionados de un grupo que consiste en grafito natural, grafito artificial, negro de carbón conductor, negro de carbón superconductor, negro de acetileno, negro de ketjen, carbono amorfo, coque, microperlas de mesocarbono y fibra de carbono; el metal preferiblemente es uno o más seleccionados de un grupo que consiste en Al, Ti, Fe, Ni, Cu, Zn, Ag, Sn y Mg; el óxido metálico preferiblemente es uno o más seleccionados de un grupo que consiste en óxidos en los que el metal se selecciona de un grupo que consiste en Al, Ti, Fe, Ni, Cu, Zn, Ag, Sn y Mg.
En el material activo de electrodo negativo de la presente invención, preferiblemente, el primer óxido de silicio y/o el segundo óxido de silicio pueden ser óxido de silicio predopado con litio.
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, una fórmula del material activo del electrodo negativo es SiOx, 0<x<2.
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, el material activo del electrodo negativo puede obtenerse mediante un procedimiento de clasificación, que puede ser clasificación por flujo de aire o clasificación por pantalla.
En el material activo del electrodo negativo de la presente invención, los diámetros de partícula del primer óxido de silicio, el segundo óxido de silicio y el material activo del electrodo negativo se miden mediante el procedimiento de difracción láser, según "Partióle size analysis - Laser diffraction methods GB/T19077-2016", se puede medir la distribución cuantitativa del diámetro de las partículas y la distribución del diámetro de las partículas en volumen; las áreas superficiales específicas del primer óxido de silicio, el segundo óxido de silicio y el material activo del electrodo negativo pueden medirse mediante el procedimiento BET.
A continuación se describe la placa de electrodo negativo según la presente invención.
La placa del electrodo negativo según la presente invención comprende un colector de corriente del electrodo negativo y una película del electrodo negativo, la película del electrodo negativo se proporciona en al menos una superficie del colector de corriente del electrodo negativo y comprende el material activo del electrodo negativo según el primer aspecto de la presente invención.
En la placa del electrodo negativo de la presente invención, la película del electrodo negativo se puede proporcionar en una superficie del colector de corriente del electrodo negativo o se puede proporcionar en dos superficies del colector de corriente del electrodo negativo.
En la placa del electrodo negativo de la presente invención, además del material activo del electrodo negativo según el primer aspecto de la presente invención, la película negativa puede comprender además otro material activo del electrodo negativo, por ejemplo, el material de carbono. Preferiblemente, el material de carbono es uno o más seleccionados de un grupo que consta de grafito, carbono blando, carbono duro, microesferas de mesocarbono, fibra de carbono y nanotubos de carbono.
En la placa del electrodo negativo de la presente invención, la película del electrodo negativo puede comprender además un agente conductor y un aglutinante, aquí el tipo y el contenido del agente conductor y el aglutinante no están específicamente limitados, y pueden seleccionarse según las necesidades reales.
En la placa del electrodo negativo de la presente invención, el tipo de colector de corriente del electrodo negativo tampoco está limitado específicamente y puede seleccionarse según las necesidades reales.
Además, se describe la batería según el segundo aspecto de la presente invención.
La batería de la presente invención comprende una placa del electrodo positivo, una placa del electrodo negativo, un separador y un electrolito y similares. Aquí, la placa del electrodo negativo comprende un colector de corriente del electrodo negativo y una película del electrodo negativo, la película del electrodo negativo se proporciona en al menos una superficie del colector de corriente del electrodo negativo y comprende el material activo del electrodo negativo según el primer aspecto de la presente invención, la película del electrodo negativo se puede proporcionar en una superficie del colector de corriente del electrodo negativo o se puede proporcionar en dos superficies del colector de corriente del electrodo negativo. Además del material del electrodo activo negativo según el primer aspecto de la presente invención, la película del electrodo negativo puede comprender además otro material activo del electrodo negativo, por ejemplo, el material de carbono. Preferiblemente, el material de carbono es uno o más seleccionados de un grupo que consta de grafito, carbono blando, carbono duro, microesferas de mesocarbono, fibra de carbono y nanotubos de carbono. La película del electrodo negativo puede comprender además un agente conductor y un aglutinante, aquí el tipo y el contenido del agente conductor y el aglutinante no están específicamente limitados y pueden seleccionarse según las necesidades reales. El tipo de colector de corriente negativa tampoco está limitado específicamente y puede seleccionarse según las necesidades reales.
En la batería de la presente invención, la placa del electrodo positivo puede comprender un colector de corriente del electrodo positivo y una película del electrodo positivo, la película del electrodo positivo se proporciona en al menos una superficie del colector de corriente del electrodo positivo y comprende un material activo del electrodo positivo, la película del electrodo positivo puede proporcionarse en una superficie del colector de corriente del electrodo positivo o proporcionarse en dos superficies del colector de corriente del electrodo positivo. La película del electrodo positivo puede comprender además un agente conductor y un aglutinante, aquí, el tipo y el contenido del agente conductor y el aglutinante no están específicamente limitados y pueden seleccionarse según las necesidades reales.
Cabe señalar que la batería del segundo aspecto de la presente invención puede ser una batería de iones de litio, una batería de iones de sodio y cualquier otra batería que utilice el material activo del electrodo negativo según el primer aspecto de la presente invención.
Cuando la batería es una batería de iones de litio: el material activo del electrodo positivo puede seleccionarse de un grupo que consiste en óxido de litio y cobalto, óxido de litio y níquel, óxido de litio y manganeso, óxido de litio y níquel manganeso, óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso, óxido de litio, níquel, cobalto, aluminio, y fosfato que contiene litio de tipo olivino y similares, sin embargo, la presente invención no se limita a estos materiales, también se pueden usar otros materiales conocidos convencionalmente que se pueden usar como material activo del electrodo positivo de la batería de iones de litio. Este material activo del electrodo positivo puede usarse solo o en combinación de dos o más. Preferiblemente, el material activo del electrodo positivo puede ser uno o más seleccionados de un grupo que consiste en LiCoO2 , LiNiO2 , LiMnO2LiMn2O4, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (NCM333), L1Ni0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523), LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM622), LiNi0,8CO0,1Mn0,1O2 (NCM811), LiNi0,85Co0,15Al0,05O2, LiFePO4 (LFP) y LiMnPO4.
Cuando la batería es una batería de iones de sodio: el material activo del electrodo positivo se puede seleccionar de un grupo que consiste en óxido de metal de transición NaxMO2 (M es un metal de transición y, preferiblemente, puede ser uno o más seleccionados de un grupo que consta de Mn, Fe, Ni, Co, V, Cu y Cr, 0<x<1), materiales de tipo polianión (tipo fosfato, tipo fluorofosfato, tipo pirofosfato, tipo sulfato), material azul de Prusia y similares, sin embargo, la presente invención no se limita a estos materiales, otros materiales convencionalmente conocidos que se pueden utilizar como material activo del electrodo positivo de baterías de iones de sodio. Este material activo del electrodo positivo puede usarse solo o en combinación de dos o más. Preferiblemente, el material activo del electrodo positivo puede ser uno o más seleccionados de un grupo que consiste en NaFeO2 , NaCoO2 , NaCrO2 , NaMnO2 , NaNiO2 , NaNi1/2Ti1/2O2 , NaNi1/2Mn1/2O2, Na2/3Fe1/3Mn2/3O2, NaNh«Co1/3Mn1/3O2, NaFePO4, NaMnPO4, NaCoPO4, materiales azul de prusia, un material con una fórmula general de AaMb(PO4)cOxY3-x (donde, A es uno o más seleccionados de un grupo que consiste en H+, Li+, Na+, K+ y NH4+, M es un catión de metal de transición y preferiblemente es uno o más seleccionados de un grupo que consiste en V, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu y Zn, Y es un anión halogenuro y preferiblemente es uno o más seleccionados de un grupo que consiste en F, Cl y Br, 0<a<4, 0<b<2, 1<c<3, 0<x<2).
En la batería de la presente invención, el separador se proporciona entre la placa del electrodo positivo y la placa del electrodo negativo para servir como función de separación. Aquí, el tipo de separador no está específicamente limitado, que puede ser cualquier material separador utilizado en la batería existente, por ejemplo, polietileno, polipropileno, fluoruro de polivinilideno y películas compuestas multicapa de los mismos, pero no está limitado a estos.
En la batería de la presente invención, el tipo de electrolito no está específicamente limitado, que puede ser un electrolito líquido (también denominado solución de electrolito) o un electrolito sólido. Preferiblemente, el electrolito usa un electrolito líquido. Aquí, el electrolito líquido puede comprender una sal de electrolito y un solvente orgánico, el tipo de sal de electrolito y el solvente orgánico no están específicamente limitados y pueden seleccionarse según las necesidades reales. El electrolito puede comprender además un aditivo, el tipo de aditivo no está específicamente limitado, que puede ser un aditivo formador de película negativa, también un aditivo formador de película positiva y un aditivo que mejora el rendimiento determinado de la batería, por ejemplo, un aditivo que mejora el rendimiento de sobrecarga de la batería, un aditivo que mejora el rendimiento de la batería a alta temperatura, un aditivo que mejora el rendimiento de la batería a baja temperatura y similares.
En algunas realizaciones, una batería puede comprender una caja para empaquetar la placa del electrodo positivo, la placa del electrodo negativo y el electrolito. Como ejemplo, la placa del electrodo positivo, la placa del electrodo negativo y el separador pueden laminarse para formar un conjunto de electrodos de estructura laminada o pueden enrollarse para formar un conjunto de electrodos de estructura enrollada, y el conjunto de electrodos está empaquetado en la caja; el electrolito puede ser una solución de electrolito, y el conjunto de electrodos se sumerge en la solución de electrolito. El conjunto de electrodos de la batería puede ser uno o varios, que se pueden ajustar según la demanda.
En algunas realizaciones, la carcasa de la batería puede ser una carcasa flexible, como una carcasa tipo bolsa. El material de la carcasa flexible puede ser plástico, por ejemplo, el material puede seleccionarse de uno o más de polipropileno (PP), tereftalato de polibutileno (PBT), succinato de polibutileno (PBS) y similares. La carcasa de la batería también puede ser una carcasa rígida, como una carcasa de aluminio, etc.
No existe una limitación específica sobre la forma de la batería de la presente invención, y la forma puede ser cilíndrica, prismática o cualquier otra forma. La batería 5 que tiene una estructura prismática como un ejemplo se ilustra en la FIGURA 1.
En algunas realizaciones, las baterías se pueden montar en un módulo de batería, y el número de baterías incluidas en el módulo de batería puede ser múltiple, y el número específico se puede ajustar según la aplicación y la capacidad del módulo de batería.
El módulo de batería 4 como ejemplo se ilustra en la FIGURA 2. Haciendo referencia a la FIGURA 2, en el módulo de batería 4, una pluralidad de baterías 5 puede disponerse secuencialmente a lo largo de una dirección longitudinal del módulo de batería 4. Por supuesto, la pluralidad de baterías 5 también puede disponerse de cualquier otra forma. Además, la pluralidad de baterías 5 puede fijarse mediante un sujetador.
Preferiblemente, el módulo de batería 4 puede comprender además una envoltura que tiene un espacio de recepción en el que se reciben la pluralidad de baterías 5.
En algunas realizaciones, el módulo de batería también se puede ensamblar en un paquete de baterías, y el número de módulos de baterías contenidos en el paquete de baterías se puede ajustar según la aplicación y la capacidad del paquete de baterías.
El módulo de baterías 4 como ejemplo se ilustra en la FIGURA 3 y la FIGURA 4. Haciendo referencia a la FIGURA 3 y la FIGURA 4, el paquete de baterías 1 puede comprender una caja de baterías y una pluralidad de módulos de baterías 4 provistos en la caja de baterías. La caja de baterías comprende un cuerpo de caja superior 2 y un cuerpo de caja inferior 3, y el cuerpo de caja superior 2 puede cubrir el cuerpo de caja inferior 3 para formar un espacio cerrado que recibe la batería. La pluralidad de módulos de baterías 4 puede disponerse en la caja de baterías de cualquier forma.
Se describe un dispositivo según un tercer aspecto de la presente invención.
En el tercer aspecto de la presente invención, la presente invención proporciona un dispositivo que comprende la batería según el segundo aspecto de la presente invención. La batería puede usarse como fuente de alimentación del dispositivo, y la batería también puede usarse como unidad de almacenamiento de energía del dispositivo. El dispositivo comprende, entre otros, dispositivos móviles (como teléfonos móviles, computadoras portátiles, etc.), vehículos eléctricos (como vehículos eléctricos puros, vehículos eléctricos híbridos, vehículos eléctricos híbridos enchufables, bicicletas eléctricas, scooters eléctricos, carro de golf, camión eléctrico, etc.), trenes, barcos y satélites eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía, etc.
La batería, el módulo de baterías o el paquete de baterías pueden seleccionarse y proporcionarse en el dispositivo según las necesidades del dispositivo.
El dispositivo como ejemplo se ilustra en la FIGURA 5. El dispositivo es un vehículo eléctrico puro, un vehículo eléctrico híbrido o un vehículo eléctrico híbrido enchufable. Se puede usar un paquete de baterías o un módulo de baterías para cumplir con los requisitos del dispositivo para alta potencia y alta densidad de energía de la batería.
Para otro ejemplo, el dispositivo puede ser un teléfono móvil, una computadora portátil, etc. Generalmente se requiere que el dispositivo sea delgado y liviano, por lo que se puede usar una batería como fuente de energía.
A continuación, la presente invención se describirá en detalle en combinación con ejemplos. Cabe señalar que los ejemplos descritos en la presente invención solo se utilizan para explicar la presente invención y no pretenden limitar la presente invención. En los siguientes ejemplos específicos de la presente invención, solo se muestra el ejemplo en el que la batería es una batería de iones de litio, sin embargo, la presente invención no se limita a ello.
Todas las baterías de los ejemplos 1-14 y los ejemplos comparativos 1-4 se prepararon según el siguiente procedimiento de preparación.
(1) Preparación de una placa de electrodo positivo
NCM811 (material activo del electrodo positivo), Super P (agente conductor), fluoruro de polivinilideno (PVDF, aglutinante) según una relación de masa de 96,8:2,2:1 se mezclaron con N-metilpirrolidona (NMP, disolvente), que luego se volvió homogéneo bajo agitando a través de un mezclador al vacío, se obtuvo una suspensión del electrodo positivo, luego la suspensión del electrodo positivo se revistió uniformemente sobre una lámina de aluminio (colector de corriente del electrodo positivo), luego la lámina de aluminio recubierta con la suspensión del electrodo positivo se secó a temperatura ambiente, luego el aluminio la lámina se transfirió a un horno para su secado, seguido de prensado en frío y corte de placa, y finalmente se obtuvo una placa de electrodo positivo.
(2) Preparación de una placa de electrodo negativo
Material activo del electrodo negativo (ver tabla 1), Super P (agente conductor), solución de carboximetilcelulosa sódica (CMC, agente espesante), caucho de estireno-butadieno (SBR, aglutinante) según una relación de masa de 80:10:5:5 se mezclaron con agua desionizada (disolvente), que luego se homogeneizó con agitación a través de un mezclador al vacío, se obtuvo una suspensión del electrodo negativo; luego, la suspensión del electrodo negativo se revistió uniformemente sobre una lámina de cobre (colector de corriente negativa), luego la lámina de cobre se transfirió a un horno para secarse, seguido de prensado en frío y corte de placa, y finalmente se obtuvo una placa de electrodo negativo.
(3) Preparación de una solución de electrolito
Se mezclaron carbonato de etileno (EC), carbonato de metilo y etilo (EMC) y carbonato de dietilo (DEC) según una relación de volumen de 1:1:1 para obtener un solvente orgánico, luego, la sal de litio completamente seca LiPF6 se disuelve en el solvente orgánico mixto para preparar una solución de electrolito que tiene una concentración de 1 mol/L.
(4) Preparación de un separador
Se seleccionó una película de polietileno como separador.
(5) Preparación de una batería
La placa del electrodo positivo anterior, el separador y la placa del electrodo negativo se laminaron en orden, el separador se colocó entre la placa del electrodo positivo y la placa del electrodo negativo para separar la placa del electrodo positivo de la placa del electrodo negativo, luego la placa del electrodo positivo, el separador y la placa del electrodo negativo se enrollaron juntos para formar un conjunto de electrodos; luego se colocó el conjunto de electrodos en una carcasa, luego se inyectó la solución de electrolito después del secado, seguido de envasado al vacío, espera, formación, conformación y similares, y finalmente se obtuvo una batería.
Tabla 1 Parámetros del material activo del electrodo negativo de los ejemplos 1-14 y ejemplos comparativos 1-14
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A continuación se describen las pruebas de rendimiento de la placa del electrodo negativo y de las baterías.
(1) La tasa de rebote del espesor de la placa del electrodo negativo:
El espesor de la placa del electrodo negativo después del prensado en frío y el espesor de la placa del electrodo negativo después de 5 ciclos en el estado de descarga total se midieron con el micrómetro 1/10 y se marcaron como D1 y D2, respectivamente, y el espesor del colector de corriente negativa fue D0, luego la tasa de rebote del espesor de la placa del electrodo negativo = [(D2-D0)/(D1 -D0) -1 ] x 100 %.
(2) El rendimiento del ciclo de las baterías:
La batería preparada se cargó por completo y se descargó por completo a la corriente de 1C, se registró el grado de disminución de la capacidad.
Tabla 2: Los resultados de la prueba de rendimiento de los ejemplos 1-14 y los ejemplos comparativos 1-4
Figure imgf000010_0002
A partir de los resultados de las pruebas de la tabla 2 se pudo ver que las baterías preparadas en los ejemplos 1-14 tenían tanto una tasa de rebote de espesor baja de la placa del electrodo negativo como un ciclo de vida prolongado.
Aunque los dos tipos de óxidos de silicio utilizados en los ejemplos comparativos 1-4 tenían un buen diámetro de partícula en volumen Dv50, el diámetro de partícula cuantitativo Dn10 de dos tipos de óxidos de silicio no coincidía idealmente, lo que resultó en la tasa de rebote del espesor de la placa del electrodo negativo más grande y el rendimiento del ciclo peor.
El diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio en el ejemplo comparativo 1 era más pequeño, lo que daba como resultado que la relación entre el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio fuera demasiado baja (menos de 8), y la distribución del diámetro de las partículas del primer óxido de silicio era estrecha mientras que la distribución del diámetro de las partículas del segundo óxido de silicio era amplia, la placa del electrodo negativo preparada como se indicó anteriormente contenía una gran cantidad de partículas finas, lo que resultó fácilmente en un mayor consumo de la solución electrolítica y por lo tanto deterioró el rendimiento del ciclo de la batería. El diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio en el ejemplo comparativo 2 era mayor, lo que daba como resultado que la relación entre el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio fuera demasiado baja (menos de 8), y la distribución del diámetro de las partículas del segundo óxido de silicio era estrecha, por lo que la coincidencia de los dos tipos de óxidos de silicio empeoró y la ventaja cuantitativa del segundo óxido de silicio casi se perdió, y el efecto de llenado del segundo óxido de silicio como relleno en el espacio entre las partículas del primer óxido de silicio con Dn10 más grande empeoró, por lo que el rebote del espesor de la placa del electrodo negativo fue grande en el uso de la batería.
De manera similar, la relación entre el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio en el ejemplo comparativo 3 y el ejemplo comparativo 4 era demasiado alta (superior a 25), la placa del electrodo negativo preparada como se indicó anteriormente contenía un gran cantidad de partículas finas, lo que resultó fácilmente en un aumento del consumo de la solución electrolítica y, por lo tanto, deterioró el rendimiento del ciclo de la batería y, al mismo tiempo, la existencia de una gran cantidad de partículas finas en la placa del electrodo negativo podría aumentar la tasa de rebote del espesor. Además, la distribución del diámetro de partículas del segundo óxido de silicio en el ejemplo comparativo 3 y el ejemplo comparativo 4 era estrecha, por lo que la coincidencia de los dos tipos de óxidos de silicio empeoró y el efecto de relleno del segundo óxido de silicio con Dn10 más pequeño como el relleno en el espacio entre las partículas del primer óxido de silicio con mayor Dn10 fue peor, lo que también aumentó la tasa de rebote del espesor de la placa del electrodo negativo.
Según las descripciones y enseñanzas anteriores de la presente invención, una persona experta en la técnica también puede realizar variaciones y modificaciones apropiadas a las realizaciones anteriores. Por lo tanto, la presente invención no se limita a las realizaciones específicas divulgadas y descritas anteriormente, las modificaciones y variaciones de la presente invención también estarán dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas de la presente invención. Además, aunque se utilizan terminologías específicas en la presente invención, estas terminologías son simplemente para facilitar la descripción y no pretenden limitar la presente invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un material activo de electrodo negativo, que comprende un primer óxido de silicio y un segundo óxido de silicio;
la relación entre el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es de 8~25;
el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio es de 1,0 pm~5,0 pm;
y el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es de 0,05 pm~0,50 pm; donde,
Dn10 representa un diámetro de partícula correspondiente al porcentaje de cantidad acumulada que alcanza el 10 %, medido por difracción láser.
2. El material activo del electrodo negativo según la reivindicación 1, donde
la relación del diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio al diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es 10~20; y/o
el diámetro de partícula Dn10 del primer óxido de silicio es de 1,7 pm~4,5 pm; y/o
el diámetro de partícula Dn10 del segundo óxido de silicio es 0,10 pm~0,35 pm.
3. El material activo del electrodo negativo según cualquiera de las reivindicaciones 1 -2, donde el diámetro de partícula Dn10 del material activo del electrodo negativo es de 0,10 pm~0,50 pm, preferentemente, el diámetro de partícula Dn10 del material activo del electrodo negativo es de 0,15 pm~0,36 pm.
4. El material activo del electrodo negativo según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde,
el primer óxido de silicio tiene un ancho de distribución del diámetro de partícula de 0,8~1,2;
y el segundo óxido de silicio tiene un ancho de distribución del diámetro de partícula de 1,0~1,6;
donde, el ancho de distribución del diámetro de partícula está representado por (Dn90-Dn10)/Dn50; donde, Dn50 representa un diámetro de partícula correspondiente al porcentaje de cantidad acumulada que alcanza el 50 %, Dn90 representa un diámetro de partícula correspondiente al porcentaje de cantidad acumulada que alcanza el 90 %.
5. El material activo del electrodo negativo según la reivindicación 4, donde,
el primer óxido de silicio tiene un ancho de distribución de diámetro de partícula de 0,9~1,1; y/o
el segundo óxido de silicio tiene un ancho de distribución de diámetro de partícula de 1,1~1,5.
6. El material activo del electrodo negativo según cualquiera de las reivindicaciones 4-5, donde el material activo del electrodo negativo tiene un ancho de distribución de diámetro de partícula de 1,0~1,5, preferiblemente, el material activo del electrodo negativo tiene un ancho de distribución de diámetro de partícula de 1,1 ~1,4.
7. El material activo del electrodo negativo según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, donde
la relación entre el diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio y el diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio es de 1,0~8,0;
y el diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio es de 3,0 pm~15,0 pm;
y el diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio es de 0,4 pm~4,0 pm;
donde, Dv50 representa un diámetro de partícula correspondiente al porcentaje de volumen acumulativo de alcanzar el 50 %.
8. El material activo del electrodo negativo según la reivindicación 7, donde
la relación del diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio al diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio es 1,5~7,2; y/o
el diámetro de partícula Dv50 del primer óxido de silicio es de 4,4 pm~11,0 pm; y/o
el diámetro de partícula Dv50 del segundo óxido de silicio es de 0,9 pm~3,5 pm.
9. El material activo del electrodo negativo según cualquiera de las reivindicaciones 1 -8, donde el diámetro de partícula Dv50 del material activo del electrodo negativo es de 3,5 gm~10,5 gm, preferiblemente, el diámetro de partícula Dv50 del material activo del electrodo negativo es de 4,0 gm~8,5 gm.
10. El material activo del electrodo negativo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, donde la proporción de un área superficial específica del primer óxido de silicio a un área superficial específica del segundo óxido de silicio es 1 :(1,5~13,0), preferiblemente, donde la relación entre el área superficial específica del primer óxido de silicio y el área superficial específica del segundo óxido de silicio es 1 :(1,8~10,0).
11. El material activo del electrodo negativo según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, donde
un área de superficie específica del primer óxido de silicio es de 0,4 m2/g~3,2 m2/g;
y un área de superficie específica del segundo silicio es de 4,6 m2/g~12,5 m2/g.
12. El material activo del electrodo negativo según la reivindicación 11, donde
el área superficial específica del primer óxido de silicio es de 0,8 m2/g~2,5 m2/g; y/o
el área superficial específica del segundo silicio es 5,0 m2/g~10,0 m2/g.
13. El material activo del electrodo negativo según cualquiera de las reivindicaciones 1 -12, donde un área de superficie específica del material activo del electrodo negativo es de 1,8 m2/g~5,9 m2/g, preferiblemente, el área superficial específica del material activo del electrodo negativo es de 2,4 m2/g~5,2 m2/g.
14. Una batería que comprende una placa de electrodo negativo, donde la placa del electrodo negativo comprende el material activo del electrodo negativo según cualquiera de las reivindicaciones 1-13.
15. Un dispositivo que comprende la batería según la reivindicación 14.
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