[发明专利]阳极活性材料和含所述阳极活性材料的二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳极活性材料和含所述阳极活性材料的二次电池，且更具 体地，涉及一种含涂覆有含金属颗粒的无定型碳材料的石墨碳材料的阳极活性 材料，和含所述阳极活性材料的二次电池。

背景技术

随着各种便携式电子设备，如摄影机、无线电话、移动电话、笔记本电脑 等，得到广泛使用，对用作电源的二次电池的需求已大大增加。在二次电池中， 锂二次电池具有容量大和高能量密度的优异的电池性能，因此，目前锂二次电 池得到最广泛的使用。

锂二次电池主要包含阴极、阳极和电解质。在此，用作为锂二次电池阳极 材料的石墨碳材料例如天然石墨具有大的可逆容量和优异的初始充放电效率， 但下降的输出特性。特别地，在高结晶石墨碳材料的边缘处的电解质分解反应 被认为是下降的输出特性的原因。另外，与石墨碳材料不同，无定形碳材料作 为阳极材料具有优异的输出特性，但具有大的不可逆容量和下降的充放电效率。

因此，用于获得石墨碳材料和无定形碳材料的优点的研究在本领域中持续 存在。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面是提供与现有的阳极活性材料相比具有优异的可逆容 量、充放电效率和输出特性的阳极活性材料。

更具体地，本发明的方面是，通过提供包含涂覆有含金属颗粒的无定形碳 材料的石墨碳材料的活性阳极材料，以改善二次电池的可逆容量、充放电效率 和输出特性。

解决方案

根据本发明的一个方面，阳极活性材料包含：石墨碳材料；涂层，其中含 金属颗粒的无定形碳材料涂覆在所述石墨碳材料的表面，其中所述无定形碳材 料中包含的金属颗粒、初级喹啉不溶物和灰分的含量满足下面的方程式1：

[方程式1]

(M：金属颗粒，QI：初级喹啉不溶物)。

所述石墨碳材料可为选自由天然石墨、人造石墨，石墨化焦炭、石墨化碳 纤维、石墨化中间相碳微球和其任何混合物组成的组中的一种。

可通过将金属颗粒分散在无定形碳颗粒中形成所述涂层。

所述金属颗粒可为选自由铬、锡、硅、铝、镍、锌、钴、锰及其任何混合 物组成的组中的一种。

所述金属颗粒的直径可为20nm至100nm。

所述金属颗粒可通过使用分散剂分散在无定形碳材料中，所述分散剂选自 由聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、 羧甲基纤维素、聚醋酸乙烯酯、聚马来酸、聚乙二醇、聚乙烯基树脂和其任何 共聚物组成的组。

所述金属颗粒可通过使用嵌段共聚物分散在无定形碳材料中，所述嵌段共 聚物包含与金属颗粒具有高亲和性的嵌段和与金属颗粒具有低亲和性的嵌段。

所述无定形碳材料可为选自由石油沥青、煤沥青、化学沥青及其任何混合 物组成的组中的一种。

所述无定形碳材料的灰分的含量可低于0.05wt％。

基于所述石墨碳材料，所述金属颗粒和所述无定形碳材料的含量可为1wt％ 至30wt％。

根据本发明的另一个方面，提供了一种二次电池阳极，其中阳极浆料涂覆 在阳极集电器上，所述阳极浆料包含如上所述的活性材料，粘合剂和增稠剂。

根据本发明的另一个方面，提供了含如上所述的用于二次电池的阳极的二 次电池。

有益效果

根据本发明的阳极活性材料包含涂覆有含金属颗粒的无定形碳材料的石墨 碳材料，其中可通过严格控制所述阳极活性材料的无定形碳材料中的金属颗粒、 初级喹啉不溶物和灰分的含量显著改善二次电池的可逆容量、充放电效率和输 出特性。

附图说明

图1示意性示出了根据本发明的一个示例性实施方案的阳极活性材料的横 截面。

具体实施方案

在这里定义特定术语以容易理解本发明。本文所用的科技术语除非另有定 义，他们具有本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义。此外，除非本 文特别指示其他含义，单数形式意在包括复数形式，且进一步理解的是复数形 式也包括其单数形式。

在下文中，将详细描述本发明的各种示例性实施方案。

阳极活性材料