[发明专利]负极活性材料、包含所述负极活性材料的负极、和包含所述负极的二次电池

说明书

本发明涉及负极活性材料、包含所述负极活性材料的负极、和锂二次电池，其中所述负极活性材料对应于各自包含初级粒子的次级粒子，其中所述初级粒子各自包含：包含SiO_x(0≤x＜2)的核；中间层，所述中间层覆盖所述核的表面的至少一部分且包含硅氮化物、硅氮氧化物或其混合物；和碳涂层，所述碳涂层覆盖所述中间层的至少一部分且包含氮掺杂的碳。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2017-0059577的权益，所述申请的公开内容以引用的方式全文并入本文。

技术领域

本发明涉及负极活性材料、包含所述负极活性材料的负极、和包含所述负极的二次电池，所述负极活性材料为包含初级粒子的次级粒子，所述初级离子包含含SiO_x(0≤x＜2)的核、覆盖所述核的表面的至少一部分的中间层、和覆盖所述中间层的至少一部分的碳涂层。

背景技术

由于化石燃料的使用快速增长，对于替代能源或清洁能源的使用的需求得到提高，作为这一趋势的一部分，利用电化学反应的发电和蓄电是最活跃的研究领域。

当前，利用电化学能量的电化学装置的典型实例可以是二次电池，并且其应用领域存在越来越扩展的趋势。近年来，随着对于便携装置(例如，便携计算机、移动电话和照相机)的技术开发和需求的增加，对于作为能源的二次电池的需求显著地增加。在这些二次电池中，对具有高能量密度(即，大容量)的锂二次电池进行了相当多的研究，且已经得到商业化和广泛使用。

一般而言，二次电池由正极、负极、电解质和隔膜构成。所述负极包含在其中来自正极的锂离子嵌入和脱嵌的负极活性材料，且可使用具有高放电容量的硅类粒子作为负极活性材料。然而，硅类粒子，例如SiO_x(0≤x＜2)，具有低的初始效率且在充电和放电期间体积变化太大。因此，在电池寿命降低这一点上存在局限。

为了解决这种限制，通常在硅类粒子的表面上形成SiO₂层或碳涂层。然而，即使使用上述方法，因为随着电池充电和放电循环的进行，体积控制并不平稳，所以效率仍可能降低。韩国专利公开号10-2016-0149862公开了通过在碳涂层上另外设置聚合物复合材料来进一步控制体积变化。

然而，即使使用所述聚合物复合材料，体积变化的控制可能并不容易，电阻可能由于活性材料的导电性的降低而增加，且电池的容量保持率可能降低。此外，因为硅类粒子被过度涂覆，锂离子的吸收并不容易，由此可能降低容量。

因此，需要开发可以在二次电池的充电和放电期间有效控制体积变化、可以降低负极电阻、且可以提高电池的容量保持率的负极活性材料。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供负极活性材料，其可以有效地控制二次电池的充电和放电期间的体积变化、可以降低负极的电阻、且可以提高电池的容量保持率。

本发明的另一个方面提供包含所述负极活性材料的负极。

本发明的另一个方面提供包含所述负极的二次电池。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了负极活性材料，所述负极活性材料是包含初级粒子的次级粒子，其中所述初级粒子包含：包含SiO_x(0≤x＜2)的核；中间层，所述中间层覆盖所述核的表面的至少一部分且包含硅氮化物、硅氮氧化物或其混合物；和碳涂层，所述碳涂层覆盖所述中间层的至少一部分且包含氮掺杂的碳。

根据本发明的另一个方面，提供包含所述负极活性材料的负极。

根据本发明的另一个方面，提供包含所述负极的二次电池。

有益效果