[发明专利]用于可再充电锂电池的负极和包括其的可再充电锂电池

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于可再充电锂电池的负极和包括其的可再充电锂电池。

背景技术

研究者正在研究可应用于用于车辆发动机的ISG(起动机-发电机一体化)系统的可再充电电池。

ISG系统是将发电机和马达一体化的系统。具体地，ISG系统是发动机控制系统，其当发动机怠速运行预定(或设定)时间时使发动机停止，和当松开刹车踏板时或者当踏上油门踏板时，执行用于重启发动机的怠速停机-起动功能(Idle Stop & Go function)。

在可应用于ISG系统的可再充电电池中有AGM电池，其具有与其容量相比大的体积，并且由于反复充电和放电可具有缩短的循环寿命。

为了克服这些问题，已经考虑将具有小的体积和高的能量密度的可再充电锂电池用于ISG系统。为了用在ISG系统中，所述可再充电锂电池应具有高的充电和放电速率(C倍率)。因此，已经研究了具有低的自放电速率和高的充电和放电速率的可再充电锂电池。

发明内容

本发明实施方式的方面涉及具有高的循环寿命和输出特性的用于可再充电锂电池的负极。另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，用于可再充电锂电池的负极包括集流体和在所述集流体上的负极活性物质层。所述负极活性物质层包含包括具有1.1-6的平均纵横比的无定形碳的负极活性物质。基于所述负极活性物质层的总重量，以约55.5重量%-约99.5重量%的量包括所述无定形碳。

在一些实施方式中，所述无定形碳的平均纵横比在3-5的范围内。在一些实施方式中，基于所述负极活性物质层的总重量，以约70.0重量%-约95.0重量%的量包括所述无定形碳。

所述无定形碳可具有在范围内的面间距d(002)。在一些实施方式中，所述无定形碳的面间距d(002)在范围内。

所述无定形碳可具有在范围内的点阵常数(L_c)。在一些实施方式中，所述无定形碳的点阵常数(L_c)在范围内。

所述无定形碳可具有在5μm-20μm范围内的平均粒径D(50)。在一些实施方式中，所述无定形碳的平均粒径(D(50))在7μm-15μm范围内。

所述无定形碳可为软碳。

所述负极活性物质层可进一步包含导电材料和粘合剂。

根据一个实施方式，锂电池包括：负极，其包括集流体、在所述集流体上的负极活性物质层；正极，其包括正极活性物质；和电解质，其浸渍所述负极和所述正极。所述负极活性物质层包含包括具有1.1-6的平均纵横比的无定形碳的负极活性物质。基于所述负极活性物质层的总重量，以约55.5重量%-约99.5重量%的量包括所述无定形碳。

所述正极活性物质可包括选自如下的材料：锂复合氧化物、活性炭、或其组合。

所述无定形碳的平均纵横比可在3-5的范围内。

基于所述负极活性物质层的总重量，可以约70.0重量%-约95.0重量%的量包括所述无定形碳。

所述无定形碳可具有在范围内的面间距d(002)。所述无定形碳可具有在范围内的点阵常数(L_c)。

所述无定形碳可具有在5μm-20μm范围内的平均粒径(D(50))。

所述无定形碳可为软碳。

所述负极活性物质层可进一步包括导电材料和粘合剂。

根据本发明的实施方式，包括上述负极活性物质的锂电池可具有改善的循环寿命和输出特性。

附图说明

图1为显示根据一个实施方式的可再充电锂电池的示意图。

图2为根据实施例1的负极活性物质的SEM照片。

图3为根据实施例3的负极活性物质的SEM照片。

图4为根据实施例5的负极活性物质的SEM照片。

图5为根据对比例1的负极活性物质的SEM照片。

图6为显示使用根据实施例1和对比例1的负极的可再充电锂电池单元的循环寿命特性的图。

图7为显示使用根据实施例1和对比例1的负极的可再充电锂电池单元的输出特性的图。

具体实施方式

下文中将详细地描述本发明的实施方式。然而，这些实施方式是实例，并且本公开内容不限于此。