[发明专利]负极活性材料及包含其的负极

说明书

本发明涉及负极活性材料及其制备方法，特别地涉及包含以下的负极活性材料：包含人造石墨和硬碳的核；和包围所述核且包含天然石墨的壳，其中所述壳以使得天然石墨在其中堆叠和构造以覆盖核表面的方式形成。根据本发明的负极活性材料使得天然石墨完全包围人造石墨和硬碳，由此因为显示低初始效率且具有高电解质消耗的硬碳未暴露于外部，所以显示高的初始效率和寿命。此外，因为天然石墨、人造石墨和硬碳都被使用，所以与仅使用天然石墨相比，可以由于低的锂离子扩散阻力而显示高的输出性质。

技术领域

相关申请的交叉参考

本申请要求于2015年4月29日提交的韩国专利申请号10-2015-0060452和于2016年4月25日提交的韩国专利申请号10-2016-0049966的权益，所述申请的公开内容通过参考以其整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及负极活性材料及包含其的负极。

背景技术

由于化石燃料使用的快速增加，使用替代能源或清洁能源的需求已经增加，作为这一趋势的一部分，使用电化学反应的发电和电力储存是最活跃的研究领域。

目前，使用电化学能的电化学装置的典型实例可以为二次电池，并且存在其使用领域越来越扩张的趋势。近年来，随着关于便携式装置如便携式计算机、移动电话和摄像机的技术发展和需求增加，对于作为能源的二次电池的需求已经显著增加。在这些二次电池中，具有高能量密度、高工作电位、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经进行了大量研究并且已经商业化和广泛使用。

此外，与关于环境问题的日益增长的担忧一致，已经对可代替使用化石燃料的车辆如汽油车辆和柴油车辆的电动车辆和混合动力电动车辆进行了大量研究，所述使用化石燃料的车辆是空气污染的原因之一。镍-金属氢化物二次电池已经主要用作电动车辆和混合动力电动车辆的电源。尤其，关于具有高能量密度和放电电压的锂二次电池的应用的研究已经积极进行，并且一些研究处于商业化状态。

典型的锂二次电池使用石墨作为负极活性材料，在重复锂离子从正极嵌入负极和从负极脱嵌的过程的同时进行锂二次电池的充放电。尽管根据电极活性材料的类型电池的理论容量存在差异，但是随着循环进行，充放电容量通常可能降低。

作为现有技术，已经提出了一种锂二次电池用负极活性材料及其制备方法，所述负极活性材料包含：球化的天然石墨粒子，其中片状天然石墨片在其表面部构造成卷心菜形状而在其中心构造成随机形状并且粒化；和包含非晶质或半结晶碳的球化的天然石墨改性复合粒子，其中球化的天然石墨粒子的表面部存在由声波处理导致的片状天然石墨片之间的缝隙，球化的天然石墨粒子的表面涂覆有所述非晶质或半结晶碳，并且所述非晶质或半结晶碳存在于所述缝隙中，从而维持所述球化的天然石墨粒子的表面部中存在的缝隙。

然而，因为非晶质碳出现在负极活性材料的外部，所以二次电池的效率可能降低，且电解液消耗可能增加。

因此，需要开发具有高的初始效率和低的锂离子扩散阻力同时降低电解液消耗的负极活性材料。

现有技术文献

韩国专利号10-1430733

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供负极活性材料及其制备方法，所述负极活性材料具有高的初始效率和低的锂离子扩散阻力并且降低了电解液消耗。

本发明的另一个方面提供包含所述负极活性材料的负极。

本发明的另一个方面提供包含所述负极的二次电池，包含所述二次电池的电池模块和电池组。

技术方案