[发明专利]负极活性物质和包括其的可再充电锂电池

说明书

公开了用于可再充电锂电池的负极活性物质和包括该负极活性物质的可再充电锂电池，负极活性物质为硅和结晶碳的复合物，其中，硅具有大约10nm至大约150nm的平均粒径(D50)，结晶碳具有大约5μm至大约20μm的平均粒径(D50)和大约4至大约10的长径比。

技术领域

公开了用于可再充电锂电池的负极活性物质和包括该负极活性物质的可再充电锂电池。

背景技术

由于对移动设备或便携式电池的需求越来越大，已经不断地进行用于实现可再充电锂电池的高容量的技术开发。

作为可再充电锂电池的电解质，已经使用溶解在有机溶剂中的锂盐。

对于可再充电锂电池的正极活性物质，已经使用具有能够嵌入锂离子的结构的锂-过渡金属氧化物，诸如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNi_1-xCo_xO₂(0x1)等。

对于负极活性物质，可以使用能够嵌入/脱嵌锂的各种碳基材料(诸如人造石墨、天然石墨和硬碳)或者Si基活性物质(诸如Si、Sn等)。近年来，由于需要高容量电池(具体地，每单位体积的高容量)，所以需要高比容量的负电极。因此，已经进行了对于负电极使用硅和碳的复合物的研究。然而，硅和碳的复合物具有在充电和放电期间显著地发生体积膨胀的问题。

发明内容

实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负极活性物质，其能够有效地抑制充电和放电期间的膨胀并且呈现出优异的循环寿命特性。

另一实施例提供了一种包括该负极活性物质的可再充电锂电池。

本发明的实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负极活性物质，所述负极活性物质包括硅和结晶碳的复合物，其中，硅具有大约10nm至大约150nm的平均粒径(D50)，结晶碳具有大约5μm至大约20μm的平均粒径(D50)和大约4至大约10的长径比(aspect ratio)。

在实施例中，负极活性物质可以具有大约1至大约2.5的长径比。

硅可以具有大约40nm至大约120nm的平均粒径(D50)。

结晶碳可以具有大约5μm至大约10μm的平均粒径(D50)。

硅和结晶碳的混合比可以为大约1:9至大约9:1的重量比。

所述复合物还可以包括位于其表面上的非晶碳包覆层。

基于100wt％总量的负极活性物质，非晶碳包覆层的量可以为大约10wt％至大约60wt％。

根据另一实施例，可再充电锂电池包括：负电极，包括所述负极活性物质；正电极，包括正极活性物质；以及非水电解质。

本发明的其它实施例包括在下面的详细描述中。

根据实施例的用于可再充电锂电池的负极活性物质呈现出优异的循环寿命特性和改善的膨胀特性。

附图说明

图1是示出根据实施例的负极活性物质的结构的示意图。

图2是示出根据实施例的可再充电锂电池的结构的示意图。

图3是根据示例1(a)和参考示例1(b)制造的负极活性物质的CP-SEM(可控气压扫描电镜)照片。

图4是示出图3的CP-SEM照片中的人造石墨和负极活性物质的长径比的图。

具体实施方式

在下文中，详细描述了本发明的实施例。然而，这些实施例是示例性的，本发明不限于此，并且本发明由权利要求的范围来限定。