[发明专利]负极活性物质和包含负极活性物质的锂电池

说明书

一种负极活性物质，包含硅基合金，其中所述硅基合金包含硅(Si)、第一金属(M₁)和至少一种附加元素(A)。所述第一金属(M₁)选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)和锗(Ge)，所述附加元素(A)包含在所述硅基合金中以及所述硅基合金的表面上，所述附加元素(A)选自碳(C)、硼(B)、钠(Na)、氮(N)、磷(P)、硫(S)和氯(Cl)，并且所述硅基合金具有35％或更小的内孔隙率。包含所述负极活性物质的锂电池可具有改善的寿命特性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年12月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0186730号以及于2015年3月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0039026号的优先权和权益，各自的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

一个或多个示例性实施方式涉及负极活性物质和包含所述负极活性物质的锂电池。

背景技术

近来，用在用于信息通信的个人数字助理(PDA)、移动电话或笔记本电脑、便携式电子装置或电动自行车的锂二次电池具有比其它种类的电池高约两倍或更多倍的放电电压，其提供了高的能量密度。

锂二次电池通过在锂离子嵌入和脱嵌过程中发生的氧化或还原反应而产生电能。在锂二次电池中，有机电解质或聚合物电解质被注入在正极和负极之间，所述正极包含能够嵌入和脱嵌锂离子的活性物质。

发明内容

一个或多个示例性实施方式包括负极活性物质，所述负极活性物质包含具有约35％或更小的内孔隙率的合金。

一个或多个示例性实施方式包括使用所述负极活性物质的锂电池。

其它方面将在下面的说明中在某种程度上被阐述，并且在某种程度上通过说明而变得明显，或者可以通过实施所呈现的实施方式来领会。

根据一个或多个示例性实施方式，负极活性物质包含：硅基合金，其中所述硅基合金包含硅(Si)、第一金属(M₁)和附加元素(A)；所述第一金属(M₁)选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)和锗(Ge)；所述附加元素(A)为选自碳(C)、硼(B)、钠(Na)、氮(N)、磷(P)、硫(S)和氯(Cl)中的至少一种；所述附加元素(A)包含在所述硅基合金中并布置在所述硅基合金的表面上；并且所述硅基合金的内孔隙率为35％或更小，其中，通过数学公式1确定内孔隙率：

数学公式1

在一个实施方式中，所述硅基合金可包含基质、硅纳米颗粒和附加元素(A)，其中所述基质包含所述Si和所述第一金属(M₁)，所述硅纳米颗粒分散在所述基质中，并且所述附加元素(A)包含在所述基质中并布置在所述硅基合金的表面上。

在一个实施方式中，所述基质可包含化合物相，其中所述化合物相包含Si和第一金属(M₁)或由Si和第一金属(M₁)组成，并且所述硅纳米颗粒可包含Si的单相。

在一个实施方式中，包含在所述基质中的所述附加元素(A)的至少一部分呈硅化物的形式。

在一个实施方式中，所述第一金属(M₁)可为Fe。

在一个实施方式中，所述硅基合金可进一步包含氧(O)原子。