[发明专利]负极和包含所述负极的二次电池

说明书

本发明涉及负极和二次电池，所述负极包含含有负极活性材料的负极活性材料层，其中所述负极活性材料包含核和设置在所述核上的涂层，所述核包含天然石墨和非晶碳层，所述天然石墨的D₅₀为10μm至14μm，并且通过ONH分析确认时，所述负极活性材料包含1,500ppm重量％至2,000ppm重量％的氧、200ppm重量％至300ppm重量％的氮和200ppm重量％至300ppm重量％的氢，并且所述涂层包含碳纳米纤维。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年1月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2019-0006404的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及负极和二次电池，所述负极包含含有负极活性材料的负极活性材料层，其中所述负极活性材料包含核和设置在所述核上的涂层，其中所述核包含天然石墨和非晶碳层，其中所述天然石墨具有10μm至14μm的D₅₀，并且当通过ONH分析方法确认时，所述负极活性材料中包含1,500ppm重量％至2,000ppm重量％的氧、200ppm重量％至300ppm重量％的氮和200ppm重量％至300ppm重量％的氢，并且所述涂层包含碳纳米纤维。

背景技术

由于化石燃料的使用迅速增加，对替代能量或清洁能量的使用需求日益增加，并且作为该趋势的一部分，最活跃的研究领域是利用电化学反应的发电和储电领域。

当前，使用此类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大。近年来，随着诸如便携式计算机、移动电话和照相机的便携式装置的技术开发和需求增加，对作为能量源的二次电池的需求已经显著增加。通常，二次电池由正极、负极、电解质和隔膜构成。所述负极包含用于从正极嵌入和脱嵌锂离子的负极活性材料，并且可以使用石墨类活性材料，例如天然石墨或人造石墨作为负极活性材料。

另一方面，天然石墨具有可以增加电池容量的优点。但是，由于天然石墨在其内部具有多个空隙，因此在负极制造工序期间进行辊压时，其内部的空隙被堵塞，在天然石墨中产生应力。因此，电池的快速充电性能可能会劣化。另外，由于天然石墨具有所述多个内部空隙，因此电解质与天然石墨之间的副反应会过度发生，导致在电池中气体过量产生。另外，在电池的充电和放电期间，天然石墨的体积过度增加。结果，电池的高温存储性能、高温循环性能等降低。另外，当使用未处理的天然石墨时，在电池的充电和放电期间，负极的结构严重改变并且锂离子扩散阻力增加，从而引起电池的快速充电性能劣化的问题。

通常，使用在天然石墨上设置非晶碳涂层的技术。通过沥青等制备所述非晶碳涂层。然而，在这种情况下，难以维持高的充电和放电容量，并且存在的问题是电池的寿命性能和快速充电性能的改善程度不大。

因此，需要一种能够通过抑制天然石墨与电解质之间的副反应来改善电池的寿命性能、并通过增加锂离子的迁移率来改善电池的快速充电性能的新技术。

发明内容

技术问题

本发明的一方面是提供一种负极和包含该负极的二次电池，该负极能够通过抑制天然石墨与电解质之间的副反应来改善电池的寿命性能并且通过增加锂离子的迁移率来改善电池的快速充电性能。

技术方案

根据本发明的一方面，提供了一种负极，所述负极包含具有负极活性材料的负极活性材料层，其中所述负极活性材料包含核和设置在所述核上的涂层，其中所述核包含天然石墨和非晶碳层，其中所述天然石墨具有10μm至14μm的D₅₀，并且当通过ONH分析方法确认时，所述负极活性材料中包含1,500ppm重量％至2,000ppm重量％的氧、200ppm重量％至300ppm重量％的氮和200ppm重量％至300ppm重量％的氢，并且所述涂层包含碳纳米纤维。

根据本发明的其它方面，提供了一种包含所述负极的二次电池。