[发明专利]锂离子二次电池、用于锂离子二次电池的负极以及电池组

权利要求书

1.一种锂离子二次电池，包括：

正极；

包含活性物质的负极；以及

电解液，

其中，所述活性物质包含Si、O、以及选自C、Mg、Al、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ge、Zr、Mo、Ag、Sn、Ba、W、Ta、Na和K中的至少一种元素M1作为构成元素，且

O与Si的原子比x，即O/Si，为0.5≤x≤1.8，

所述活性物质具有0.3μm至20μm的中位直径，

至少部分Si与至少部分O结合以形成化合物，且与O原子结合的Si原子的结合状态包括零价Si⁰⁺、一价Si¹⁺、二价Si²⁺、三价Si³⁺和四价Si⁴⁺，与O原子结合的Si原子的结合状态的原子比满足关系Si⁴⁺<Si⁰⁺+Si¹⁺+Si²⁺+Si³⁺、Si⁴⁺>Si⁰⁺、Si⁴⁺≥Si¹⁺和Si⁴⁺≥Si²⁺，并且Si¹⁺的比例小于10原子％，

M1与Si和O的比率，即M1/(Si+O)，为50原子％以下。

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，

其中，M1中的至少一部分结合至Si和O中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池，

其中，所述负极的所述活性物质包含Si、O和M1的化合物。

4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，

其中，所述负极包括设置在所述活性物质的表面的至少一部分上的导电层，所述导电层具有比所述活性物质更低的电阻。

5.根据权利要求4所述的锂离子二次电池，

其中，所述导电层包含碳材料。

6.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，

其中，所述负极包含粘结剂，

其中，所述粘结剂包含选自聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚酰胺、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酸锂、聚丙烯酸钠、聚马来酸、它们的共聚物、羧甲基纤维素、丁苯橡胶、和聚乙烯醇中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，

其中，所述负极的所述活性物质具有多层结构。

8.一种用于锂离子二次电池的负极，所述负极包括：

活性物质，

其中，所述活性物质包含Si、O、以及选自C、Mg、Al、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ge、Zr、Mo、Ag、Sn、Ba、W、Ta、Na和K中的至少一种元素M1作为构成元素，并且

O与Si的原子比x，即O/Si，为0.5≤x≤1.8，

所述活性物质具有0.3μm至20μm的中位直径，

至少部分Si与至少部分O结合以形成化合物，且与O原子结合的Si原子的结合状态包括零价Si⁰⁺、一价Si¹⁺、二价Si²⁺、三价Si³⁺和四价Si⁴⁺，与O原子结合的Si原子的结合状态的原子比满足关系Si⁴⁺<Si⁰⁺+Si¹⁺+Si²⁺+Si³⁺、Si⁴⁺>Si⁰⁺、Si⁴⁺≥Si¹⁺和Si⁴⁺≥Si²⁺，并且Si¹⁺的比例小于10原子％，

M1与Si和O的比率，即M1/(Si+O)，为50原子％以下。

9.一种电池组，包括：

根据权利要求1至7中任一项所述的锂离子二次电池；

控制器，被构造成控制所述锂离子二次电池的使用状态；以及

切换单元，被构造成响应于来自所述控制器的指令切换所述锂离子二次电池的使用状态。