[发明专利]负极活性物质和包括该负极活性物质的可再充电锂电池

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于可再充电锂电池的负极活性物质以及一种包括该负极活性物质的可再充电锂电池。

背景技术

近来，随着由于信息/通信产业的快速发展而已经使用各种便携式设备，已经使用各种类型的电池作为用于这些便携式设备的能量源。具体地说，已经越来越多地需要可再充电电池作为用于便携式设备的能量源。具有高能量密度和高电压的可再充电电池已经被广泛地使用在商业应用中。

通常，可再充电锂电池在充电和放电期间通过嵌入和脱嵌锂离子产生能量。可再充电锂电池包括负极、正极、分隔件和电解质，负极包括能够嵌入和脱嵌锂的负极活性物质，正极包括能够嵌入和脱嵌锂的正极活性物质，电解质包括有机溶剂。

近来，已经积极地研究能够应用到用于车辆发动机的ISG（集成式起动机&发电机）系统的可再充电电池。

ISG系统是集成发电机和电动机的系统。具体地，ISG系统是当发动机在怠速下运行预定时间时停止发动机但当释放制动踏板或踩下加速器踏板时重新起动发动机（即，执行怠速停止和起动（Idle Stop&Go）功能）的发动机控制系统。

在可以应用到ISG系统的可再充电电池中，吸附式玻璃棉（absorbed glass mat，AGM）电池与其容量相比具有大的体积，但是由于重复的充电和放电而具有劣化的循环寿命的缺陷。

因此，体积小且能量密度大的可再充电锂电池被考虑用于ISG系统。此外，可再充电电池的充电和放电应当在高充电和放电倍率（C倍率）下发生，以应用到ISG系统。因此，需要对既具有低的自放电倍率又具有高的充电和放电倍率的可再充电锂电池进行研究。

发明内容

一些实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负极活性物质，该可再充电锂电池具有优异的在高充电和放电倍率下的循环寿命特性和在低温下的储存特性。

一些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。

一些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无定形碳，其中，无定形碳在使用CuKα射线的X射线衍射（XRD）分析中在大约13°至大约35°的2θ处具有范围为大约10到大约50的(002)峰的R值，并且无定形碳具有大约0.33nm到大约0.40nm的平均晶格间距（d₀₀₂），其中，(002)峰具有包括第一凹进部分和第二凹进部分的W形，并且R值通过下面的式1获得。

式1

R=B/A

在上面的式1中，B是(002)峰的最高点的高度，A是指示B的直线和将第一凹进部分的最低点与第二凹进部分的最低点连接的切线之间的交点处的高度。

R值的范围可以为大约15至大约40。

无定形碳可以具有大约5μm至大约15μm的平均颗粒直径（d₅₀）。

一些实施例提供了一种可再充电锂电池，该可再充电锂电池包括：负极，包括所述负极活性物质；正极，包括正极活性物质层，正极活性物质层包括正极活性物质；分隔件，设置在正极和负极之间；以及电解质。

在一些实施例中，正极活性物质层可以包括碳材料。

在一些实施例中，碳材料可包括活性炭。

在一些实施例中，基于正极活性物质层的总量，可以包括大约3wt%至大约12wt%的量的碳材料。

在一些实施例中，碳材料可以具有大约1000m²/g至大约2500m²/g的比表面积，具体地，大约1200m²/g至大约2000m²/g的比表面积。

在一些实施例中，碳材料可以具有大约38wt%到大约85wt%的苯吸附率，具体地，大约40wt%至大约75wt%的苯吸附率。

在一些实施例中，该可再充电锂电池可以应用于ISG（Idle Stop&Go，怠速停止和起动）。

当前实施例可以提供具有优异的循环寿命特性、优异的在高倍率下的循环寿命特性和优异的在低温下的储存特性的可再充电锂电池。

附图说明

图1是示出了根据一个实施例的可再充电锂电池的示意图。

图2是示出了硬碳的X射线衍射（XRD）图谱的曲线图。