[发明专利]具有高输出特性的负极活性材料和包含所述材料的锂二次电池

说明书

公开了包含锂钛氧化物粒子的负极活性材料，其中所述锂钛氧化物粒子具有50ppm‑300ppm的Na含量、500ppm‑2400ppm的K含量和100‑200nm的微晶尺寸；以及包含所述负极活性材料的锂二次电池。

技术领域

本公开内容涉及具有高输出特性的负极活性材料和包含所述材料的锂二次电池。

本申请要求2017年3月13日在韩国提交的韩国专利申请号10-2017-0031306的优先权，其公开内容通过参考并入本文。

背景技术

随着由于化石燃料耗尽造成的能源成本提高和对环境污染的关注提高，对环境友好的替代能源的需求已变成未来生活必不可少的要素。

随着电化学装置的应用范围扩展到移动电话、便携式摄像机和笔记本电脑以及用于电动车辆的能源，对电化学装置的研究和开发的努力已逐渐活跃。

在这种背景下，电化学装置得到了最多关注。特别地，已聚焦于可再充电的二次电池的开发。最近，在这些电池的开发中，关于为了提高容量密度和比能量而设计新型电极和电池，进行了许多研究。

特别地，在锂二次电池的情况下，实现了它作为电源用于电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、微混合动力电动车辆(u-HEV)等的应用。此外，锂二次电池的应用已通过网格化(gridation)扩展到辅助电源。

微混合动力车辆部分地使用二次电池，并且着眼于更高的输出性能，已经进行了用于其的12V双(dual)二次电池或48V二次电池的开发。

同时，锂钛氧化物显示出约100％的初始充电/放电循环效率并且具有高工作电压，使得在负极上不会由于电解质的分解而形成表面膜。因此，期待将锂钛氧化物应用到负极材料以提供高输出。

因此，为了实现20C以上的高倍率充电/放电特性，使用锂钛氧化物是必要的。然而，存在的问题是目前使用的锂钛氧化物不能满足相应的输出。

因此，对能够应用于需要高输出特性的混合动力车辆领域的锂钛氧化物负极材料，仍存在着需求。

发明内容

技术问题

本公开内容旨在解决相关技术的问题，因此，本公开内容涉及提供一种能够用于具有高输出特性的电池并通过简单的制造工序获得的负极活性材料。

本公开内容还涉及提供一种设置有所述负极活性材料的锂二次电池。

技术方案

在本公开内容的一个方面，提供了一种负极活性材料以便解决上面提到的技术问题。

根据本公开内容的第一实施方式，提供了一种包含锂钛氧化物粒子的负极活性材料，其中所述锂钛氧化物粒子具有50ppm-300ppm的Na含量、500ppm-2400ppm的K含量和100nm-200nm的微晶尺寸，并且所述锂钛氧化物由下述化学式1表示：

[化学式1]

Li_xTi_yO_zM_w

其中M是选自由Zr、B、Sn、S、Be、Ge和Zn组成的组中的任一者或它们中的两者以上的组合，0.5≤x≤5，1≤y≤5，2≤z≤12并且0≤w0.1。

根据第二实施方式，提供了第一实施方式所述的负极活性材料，其中所述锂钛氧化物粒子是选自初级粒子和由所述初级粒子形成的次级粒子中的至少一者。