[发明专利]负极活性物质、制备负极的方法以及可再充电锂电池

说明书

技术领域

本公开涉及用于可再充电锂电池的负极活性物质、包括该负极活性物质的负极、制备该负极的方法和包括该负极的可再充电锂电池。 

背景技术

作为小型便携式电子装置的电源，可再充电锂电池最近已引起关注。锂可再充电电池使用有机电解质溶液，由此具有为使用碱性水溶液的常规电池的放电电压的两倍的放电电压，因而具有高能量密度。 

这种可再充电锂电池通过将电解质注入电池单元而使用，该电池单元包括：包括能嵌入和解嵌锂的正极活性物质的正极；和包括能嵌入和解嵌锂的负极活性物质的负极。 

然而，用作负极活性物质的硅类材料在其吸收或储存锂时具有晶体结构变化，从而产生体积膨胀问题。负极活性物质的体积变化在活性物质粒子上引起裂缝，从而使它们碎裂或使它们与集流体产生接触缺陷等。因此，锂可再充电电池具有较短的充电/放电循环寿命。 

因此，积极研究了硅氧化物。已报道了硅氧化物在电池反应期间比硅膨胀较少，从而产生更稳定的循环寿命。 

然而，硅氧化物由于其固有的低导电率、小比表面积以及充电和放电过程中的膨胀/收缩，仍产生不够稳定的循环寿命。 

发明内容

本申请实施方式的一个方面涉及能减少或防止电池在充电和放电过程中的体积变化以改善电池循环寿命特性的用于可再充电锂电池的负极活性物质。 

实施方式的另一方面涉及包括所述负极活性物质的负极。 

另一实施方式的又一方面涉及制备所述负极的方法。 

另一实施方式的又一方面涉及包括所述负极的可再充电锂电池。 

根据一个实施方式，提供一种用于可再充电锂电池的负极活性物质，所述负极活性物质包括第一硅氧化物（SiO_x）和具有不同于所述第一硅氧化物（SiO_x）的粒径的第二硅氧化物（SiO_x），其中所述第一硅氧化物（SiO_x）相对于所述第二硅氧化物（SiO_x）的粒径分布峰面积比在3至8的范围内。 

所述第一硅氧化物（SiO_x）相对于所述第二硅氧化物（SiO_x）的粒径分布峰面积比可在3.5至6的范围内。 

所述第一硅氧化物（SiO_x）相对于所述第二硅氧化物（SiO_x）的粒径比可在1.2至100的范围内，且所述第一硅氧化物（SiO_x）可具有6至50μm范围内的粒径（D90），而所述第二硅氧化物（SiO_x）可具有0.5至5μm范围内的粒径（D90）。 

所述第一硅氧化物（SiO_x）相对于所述第二硅氧化物（SiO_x）可具有1.8至19范围内的重量比。所述负极活性物质可包括以所述第一硅氧化物（SiO_x）和所述第二硅氧化物（SiO_x）的总重量计的65至95wt%范围内的量的所述第一硅氧化物（SiO_x），以及以所述第一硅氧化物（SiO_x）和所述第二硅氧化物（SiO_x）的总重量计的5至35wt%范围内的量的所述第二硅氧化物（SiO_x）。 

所述第二硅氧化物（SiO_x）相对于所述第一硅氧化物（SiO_x）可具有2至50范围内的比表面积比。所述第一硅氧化物（SiO_x）可具有1至5m²/g范围内的比表面积，而所述第二硅氧化物（SiO_x）可具有10至50m²/g范围内的比表面积。 

所述负极活性物质可具有7至11.5m²/g范围内的比表面积。 

所述第一硅氧化物（SiO_x）可具有1.0×10^-2至1.0×10⁰S/m范围内的电导率，而所述第二硅氧化物（SiO_x）可具有1.0×10至1.0×10³S/m范围内的电导率。 

所述负极活性物质可具有1.0×10⁰至1.0×10²S/m范围内的电导率。