[发明专利]锂二次电池的负极活性物质无效

专利信息
申请号: 200710169731.9 申请日: 2005-01-26
公开(公告)号: CN101222040A 公开(公告)日: 2008-07-16
发明(设计)人: 金俊燮;金性洙;金相珍;李相旻;沈揆允;郑求轸 申请(专利权)人: 三星SDI株式会社
主分类号: H01M4/36 分类号: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/58
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 代理人: 宋莉
地址: 韩国*** 国省代码: 韩国;KR
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摘要:
搜索关键词: 二次 电池 负极 活性 物质
【说明书】:

本申请是申请日为2005年1月26日、申请号为200510051872.1、名称为“锂二次电池的负极活性物质及其制备方法以及包含它的锂二次电池”的中国专利申请的分案申请。

优先权要求

本申请参照和引用下列申请,并且要求其在35U.S.C.§119下自然产生的所有权益:该申请是于2004年1月26日提交韩国知识产权局的较早申请,分配给该申请的系列号为No.10-2004-0004666,标题为“锂二次电池的负极活性物质及其制备方法及包含它的锂二次电池”。

技术领域

本发明涉及锂二次电池的负极活性物质及其制备方法以及包含该负极活性物质的锂二次电池。具体地,本发明涉及在高速下具有突出循环寿命和充-放电池性能的锂二次电池的负极活性物质及其制备方法,以及包含该负极活性物质的锂二次电池。

背景技术

近来,由于便携式电子设备的尺寸和重量的减小和对电池同时具有高的能量密度和高的功率密度的需求,锂二次电池作为电子设备的能源的应用增加了。用有机电解液的锂二次电池不仅被证实有高的能量密度,而且比常规的用碱性水溶液作为电解液的电池的放电电压高两倍多。

一般而言,已经使用能够嵌入锂的包含锂和过渡金属的氧化物,例如LiCoO2、LiMn2O4和LiNi1-xCoxO2(0<x<1),作为正极活性物质。

至于负极活性物质,已经使用各种类型的碳基材料,例如硬碳以及人造和天然石墨。这些材料能嵌入和脱出锂离子。在前述的碳基材料中石墨的应用是最广泛的。由于石墨的可逆性突出因此它保证了电池有较好的循环寿命,它也提供了较好的能量密度,因为它相对于锂放电电压低达-0.2V。因此,用石墨为负极活性物质的锂二次电池放电电压高达3.6V。然而,石墨活性物质密度低(它的理论密度为2.2g/cc),因此在电极的单位体积的能量密度方面容量低,并且由于在高放电电压下石墨易于与有机电解液反应当电池处于误使用或过充电等情况下,它引起许多危险,例如爆炸或燃烧。

为了解决这些问题,近来许多关于氧化物负极的研究已进行。Fuji Film研发一种无定形氧化锡。尽管它单位重量的容量高(800mAh/g),但产生了如下致命性的缺点:初始不可逆容量高达50%,超出0.5V的高电势,和平滑的电压曲线,这在无定形相中是独一无二的。因此,很难确定锡氧化物在电池中的应用。更进一步,某些锡氧化物在充电或放电反应中往往被还原成锡金属,这进一步降低其在电池应用中的可接受程度。

关于其它氧化物负极,日本专利公开2002-216753(SUMITOMO METALIND LTD)公开了LiaMgbVOc(0.05≤a≤3,0.12≤b≤2,2≤2c-a-2b≤5)所示的负极活性物质。此外,包含Li1.1V0.9O2的锂二次电池的特性也在2002年日本电池会议上提出(预览号3B05)。

然而,所有的这些努力没有满足具有资格的电池的需求,对未来的研究仍然留有许多挑战。

发明内容

一方面,本发明提供一种在高速下具有突出循环寿命和充-放电特性的锂二次电池的负极活性物质及其制备方法。

另一方面,本发明提供一种具有上述负极活性物质的锂二次电池。

为了实现这些目的,本发明提供一种锂二次电池的负极活性物质,其包括金属氧化物基核芯材料和核芯材料表面上的碳材料。

本发明还提供一种包含该负极活性物质的锂二次电池的负极。

本发明还提供一种包含金属氧化物基核芯材料和碳材料的锂二次电池的负极活性物质,以及包含该负极活性物质的锂二次电池负极。

本发明还提供一种制备锂二次电池负极活性物质的方法,该方法包括:将金属氧化物基核芯材料与碳材料前体混合的第一步骤;及热处理所得混合物,进而在核芯材料表面形成碳材料的第二步骤。

本发明还提供一种制备锂二次电池负极活性物质的方法,该方法包括:制备金属氧化物的第一步骤;及将碳材料与所得金属氧化物混合的第二步骤。

本发明还提供一种锂二次电池,其包括:含有能够嵌入和脱出锂离子的正极活性物质的正极;包含前述负极活性物质的负极;及电解液。

附图说明

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