[发明专利]二次电池用负极及其制造方法

说明书

本发明涉及一种二次电池用负极及其制造方法，更特别地，涉及一种用于二次电池的负极的二次电池用负极以及其制造方法。根据本发明实施方式的二次电池用负极包含：碳系活性材料；导电材料；硅系活性材料‑聚合物粘合剂结合体，其中用于抑制硅系活性材料膨胀的聚合物粘合剂结合至所述硅系活性材料的粒子表面；增稠剂；和水系粘合剂。

技术领域

本公开内容涉及一种二次电池用负极及其制造方法，且更特别地讲，涉及一种用于二次电池的负极的二次电池用负极及其制造方法。

背景技术

最近，对储能技术的关注日益增加。随着应用领域扩展至移动电话、便携式摄像机、笔记本电脑甚至电动车辆的能源，对于电化学装置的研究和开发的努力越来越具体化。在这方面，电化学装置受到最多关注，特别地讲，可再充电二次电池的开发已成为关注的焦点。最近，在开发这样的电池时，已经进行对于设计新电极和新电池的研究和开发，用于改善容量密度和比能量。

在目前应用的二次电池之中，锂二次电池优于常规电池如使用水性电解液的N-MH、Ni-Cd和硫酸铅电池的优点在于，其工作电压更高并且其能量密度大得多。

通常，在锂二次电池中，使用能够嵌入和脱嵌锂离子或者是能够合金化和脱合金化锂离子的材料作为负极和正极，并且有机电解质或聚合物电解质填充在负极和正极之间以制造锂二次电池。当锂离子从正极和负极嵌入和脱嵌时，通过氧化反应和还原反应产生电能。

目前，碳系材料主要用作构成锂二次电池的负极的电极活性材料。在石墨的情况下，理论容量为约372mAh/g，并且目前商用化石墨的实际容量实现到了约350mAh/g至360mAh/g的程度。然而，诸如石墨的碳系材料的容量不适合于需要高容量负极活性材料的锂二次电池。

为了满足这样的要求，存在其中使用硅系材料作为负极活性材料的实例，所述硅系材料表现出比碳系材料更高的充电/放电容量，并且是能够与锂电化学合金化的金属。然而，这样的硅系材料具有高容量，但与碳系材料相比具有非常高的电极膨胀率，并且具有非常低的充电/放电效率，因此存在的问题在于难以在负极中使用大比例的硅系材料。此外，由于其充电/放电特性，低电压下的充电持续很长时间，从而显著延迟了二次电池的整个充电/放电时间。

(现有技术文献)

韩国公开特许第2014-0117947号

发明内容

技术问题

本发明涉及一种二次电池用负极及其制造方法，更特别地讲，涉及一种用于抑制由于嵌入和脱嵌锂引起的负极活性材料的体积膨胀的二次电池用负极以及其制造方法。

技术方案

根据本发明实施方式的二次电池用负极包含：碳系活性材料；导电材料；硅系活性材料-聚合物粘合剂结合体，包含硅系活性材料和用于抑制所述硅系活性材料膨胀的聚合物粘合剂，所述聚合物粘合剂结合至所述硅系活性材料的粒子表面；和水系粘合剂。

基于包含碳系活性材料和硅系活性材料的活性材料的总重量，所述硅系活性材料的含量可以为5重量％至25重量％。

基于硅系活性材料的重量，所述聚合物粘合剂的含量可以为25重量％至45重量％。

所述聚合物粘合剂可以包含具有羟基(-OH)的亲水性聚合物材料。

所述聚合物粘合剂可以包含聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸钠(Na-PA)中的至少一种。

基于所述聚合物粘合剂的重量，所述水系粘合剂的含量可以为30重量％至40重量％。

所述水系粘合剂可以包含橡胶系材料。