[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

本发明涉及一种负极活性材料，所述负极活性材料包含含有多个纳米粒子的碳质基质，其中所述纳米粒子中的每一个纳米粒子包含：硅核；氧化物层，所述氧化物层设置在所述硅核上并且包含SiOsubgt;x/subgt;(0x≤2)；和涂层，所述涂层覆盖所述氧化物层的表面的至少一部分并且包含LiF。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2017-0148839号的权益，其公开内容通过引用被整体并入本文中。

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。具体地，所述负极活性材料包含具有多个纳米粒子的碳质基质，其中所述纳米粒子各自具有：硅核；氧化物层，所述氧化物层设置在硅核上并且包含SiO_x(0x≤2)；和涂层，所述涂层覆盖氧化物层的表面的至少一部分并且包含LiF。

背景技术

由于化石燃料的使用的快速增加，对使用替代能源或清洁能源的需求正在增加，并且作为这种趋势的一部分，最积极研究的领域是使用电化学反应的发电和蓄电的领域。

目前，使用这种电化学能的电化学装置的典型实例是二次电池，并且其使用领域越来越增大。近年来，随着便携式装置(如便携式计算机、移动电话和照相机)的技术发展和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求显著增加。

通常，二次电池由正极、负极、电解质和隔膜构成。负极包含用于嵌入和脱嵌来自正极的锂离子的负极活性材料，并且作为负极活性材料，可以使用具有高放电容量的硅类粒子。然而，诸如SiO_x(0≤x2)的硅类粒子具有低的初始效率，并且其体积在充电和放电期间过度变化，从而引起与电解质的副反应。因此，出现了电池的寿命和安全性劣化的问题。

通常，为了解决这样的问题，已经使用了在硅类粒子的表面上形成涂层的技术。例如，使用了在硅类粒子的表面上形成碳涂层的技术(韩国专利特开10-2015-0112746号)。

然而，仅通过碳涂层不容易控制硅类粒子的过度体积膨胀，并且没有有效地控制电解质与硅类粒子的副反应。

因此，需要一种能够有效地控制二次电池的充电和放电期间的体积变化以及与电解质的副反应的负极活性材料。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利特开10-2015-0112746号

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了负极活性材料、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，所述负极活性材料能够有效地控制在二次电池的充电和放电期间的体积变化以及与电解质的副反应。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种负极活性材料，所述负极活性材料包含具有多个纳米粒子的碳质基质，其中所述纳米粒子各自具有：硅核；氧化物层，所述氧化物层设置在硅核上并且包含SiO_x(0x≤2)；和涂层，所述涂层覆盖所述氧化物层的表面的至少一部分并且包含LiF。

根据本发明的另一个方面，提供了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。

有益效果

根据按照本发明的实施方案的负极活性材料，可以通过包含LiF的涂层而使负极活性材料与电解质之间的副反应最小化，可以提高电池的初始效率和放电容量，并且电极厚度变化率可以是小的。

附图说明

图1是根据本发明的负极活性材料中所包含的纳米粒子的示意图；并且