[发明专利]用于锂二次电池的负极活性材料、包括其的负极和包括该负极的锂二次电池

说明书

提供一种用于锂二次电池的负极活性材料，包括由M‑SiO_x(其中0x≤2，且M为Li或Mg)表示的氧化硅基复合物、人造石墨和球化天然石墨；基于氧化硅基复合物、人造石墨和球化天然石墨的总重量，球化天然石墨的存在量为5‑15重量％；球化天然石墨的振实密度(tap density)为0.9g/cc或以上；并且基于0.1g的球化天然石墨，球化天然石墨中N、O和H杂质的总含量为200‑1000ppm。还提供一种包括所述负极活性材料的锂二次电池。所述锂二次电池表现出在负极活性材料层与集电器之间改善的粘附性，并且提供了改善的电池性能。

技术领域

本申请要求于2018年1月25日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0009495号的优先权。

本公开内容涉及一种用于锂二次电池的负极活性材料、一种包括所述负极活性材料的用于锂二次电池的负极和一种包括所述负极的锂二次电池。

背景技术

近来，储能技术已受到越来越多的关注。随着储能技术的应用已扩展到用于移动电话、便携式摄像机和笔记本电脑的能量，甚至扩展到用于电动车辆的能量，电化学装置的研究和开发工作已越来越多地实现。在此类电化学装置中，由于二次电池是可充电的，因此已经成为人们关注的焦点。特别地，锂二次电池具有高工作电压和高能量密度的优点。

作为用于锂二次电池的负极活性材料，已经使用了能够进行锂嵌入/脱嵌的各种碳质材料，包括人造石墨、天然石墨和硬碳。在这些碳质材料中，石墨相对于锂具有-0.2V的低放电电压，因此，使用石墨作为负极活性材料的电池显示出3.6V的高放电电压。此外，石墨是优异的活性材料，其在能量密度方面具有优势并且具有优异的可逆性。然而，当使用石墨作为活性材料时，所得到的电池不期望地显示出低容量。

为了解决上述问题，在诸如混合动力电动车辆(HEV)之类的电动车辆(EV)的情形中，将氧化硅基化合物与诸如石墨之类的碳质负极材料组合使用作为负极活性材料。

然而，当将氧化硅基化合物与石墨组合使用作为负极活性材料时，氧化硅基化合物在充/放电期间显示出高的膨胀/收缩度，这导致负极活性材料从负极集电器脱离。

此外，当使用次级颗粒形式的人造石墨以减少由于使用人造石墨作为负极活性材料而发生的膨胀(swelling)并改善高速充电特性/输出特性时，这种人造石墨的次级颗粒由于其颗粒形状而显示出活性材料之间或活性材料与集电器之间的粘附性降低的问题。

发明内容

技术问题

本公开内容旨在提供一种用于锂二次电池的负极，这种负极使用氧化硅基复合物和石墨作为负极活性材料，并确保负极活性材料层与负极集电器之间的预定水平的粘附力。

本公开内容还旨在提供一种包括所述负极的锂二次电池。

技术方案

根据本公开内容的第一实施方式，提供一种用于锂二次电池的负极活性材料，所述负极活性材料包括由M-SiO_x(其中0x≤2，且M为Li或Mg)表示的氧化硅基复合物、人造石墨和球化天然石墨；基于氧化硅基复合物、人造石墨和球化天然石墨的总重量，球化天然石墨的存在量为5-15重量％；球化天然石墨的振实密度(tap density)为0.9g/cc或以上；并且基于0.1g的球化天然石墨，球化天然石墨中N、O和H杂质的总含量为200-1000ppm。

根据本公开内容的第二实施方式，提供如第一实施方式中所限定的用于锂二次电池的负极活性材料，其中基于氧化硅基复合物、人造石墨和球化天然石墨的总重量，球化天然石墨的存在量为7-13重量％。

根据本公开内容的第三实施方式，提供如第一或第二实施方式中所限定的用于锂二次电池的负极活性材料，其中基于0.1g的球化天然石墨，球化天然石墨中N、O和H杂质的总含量为250-800ppm。