[发明专利]复合材料和制备包含其的负极浆料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料和制备包含其的负极浆料的方法。

背景技术

随着近来电子装置的微型化和轻质化趋势，对于充当电源的电池也要求微型化且质轻。作为可以微型化、轻质化且充电至高容量的电池，锂基二次电池已商业化，并已经将所述锂基二次电池用于便携式电子装置和通讯装置中，所述便携式电子装置为例如小型摄影机、移动电话和笔记本电脑。

作为具有高能量和电力的能量存储装置，锂二次电池的优势在于，其容量或运行电压高于其他类型电池的。然而，由于电池的安全性因为高能量而存在问题，所以存在爆炸或燃烧的危险。特别地，由于近期成为焦点的混合动力车辆需要高的能量和输出特性，所以认为安全性是更重要的。

通常，锂二次电池由正极、负极和电解质构成，其中充电和放电是可能的，这是因为通过首次充电从正极活性材料排放的锂离子可以用于转移能量同时在两个电极之间移动，例如，锂离子嵌入负极活性材料即碳粒子中，并在放电期间脱嵌。

同时，由于因便携式电子装置的开发而持续需要高容量电池，所以积极对高容量负极材料如锡(Sn)和硅(Si)进行了研究，所述高容量负极材料比用作典型负极材料的碳具有明显更高的每单位质量的容量。在将Si或Si合金用作负极活性材料的情况中，体积膨胀会增大且循环特性会劣化。为了解决上述问题，可以将Si或Si合金与石墨混合以用作负极活性材料。然而，由于石墨在混合期间会不均匀分布，所以循环特性和寿命会劣化。

发明内容

技术问题

本发明提供一种包含在负极活性材料中的复合材料和制备包含所述复合材料的负极浆料的方法。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种复合材料，所述复合材料包含：(半)金属氧化物((准)金属氧化物)；在所述(半)金属氧化物的表面上的导电材料；以及粘合剂。

根据本发明的另一个方面，提供一种制备负极浆料的方法，所述方法包括：通过将导电材料分散在水性粘合剂中，然后与(半)金属氧化物混合来制备复合材料；以及将所述复合材料与碳材料和非水粘合剂混合。

有益效果

根据本发明，通过将导电材料分散在水性粘合剂中，然后与(半)金属氧化物混合可以提高导电性，且可以改善二次电池的性能，尤其是寿命特性。

具体实施方式

本发明可以提供一种复合材料，所述复合材料包括(半)金属氧化物(金属(非金属)氧化物)、在所述(半)金属氧化物表面上的导电材料和粘合剂。

根据本发明一个实施方案的复合材料可以通过将导电材料分散在水性粘合剂中，然后与(半)金属氧化物混合而提高导电性，且可以改善二次电池的性能，尤其是寿命特性。在根据本发明的实施方案的复合材料中，由于将水性粘合剂用作负极的粘合剂材料，所以其经济高效。此外，由于包含在负极中的(半)金属氧化物的量可以增大，所以可以实现具有高容量的二次电池。

具体地，粘合剂可以为水性粘合剂，且所述粘合剂可以包含选自如下材料中的一种或多种：丁苯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。

此外，在根据本发明实施方案的复合材料中，所述(半)金属氧化物可以包含选自如下材料中的一种或多种：SiO_x、AlO_x、SnO_x、SbO_x、BiO_x、AsO_x、GeO_x、PbO_x、ZnO_x、CdO_x、InO_x、TiO_x和GaO_x(其中0<x<2)，且所述(半)金属氧化物可以为一氧化硅。

所述导电材料可以包含选自如下材料中的一种或多种：炭黑类物质如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑和热裂法炭黑；导电纤维如碳纤维和金属纤维；金属粉末如碳氟化合物粉末、铝粉末和镍粉末；导电晶须如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物如二氧化钛；和聚亚苯基衍生物。

由于导电材料分散在根据本发明实施方案的复合材料中的(半)金属氧化物的表面上，所以通过自身可显著提高导电性。而且，在将复合材料与碳材料混合以构成负极活性材料的情况中，导电性由于碳材料的导电性与(半)金属氧化物的导电材料的导电性一起而可进一步提高。由此，二次电池的性能会提高。