[发明专利]负极、制备负极的方法及包含该负极的锂二次电池

说明书

本发明涉及负极、制备负极的方法及包含该负极的锂二次电池。所述负极包括：电极集电体；和形成于上述电极集电体上的多层活性物质层，其中上述多层活性物质层包含：包含第一负极活性物质的一次负极活性材料层；和包含第二负极活性物质的二次负极活性物质层，所述第二负极活性物质相对所述第一负极活性物质而言具有较低的压实密度及较大的平均粒子大小，其中所述第一负极活性物质及第二负极活性物质分别包含结晶质类碳。本发明的负极在压延工序之后也能提高电极表面的孔隙率，并能提高离子向电极内部的移动性，因此能够提高锂二次电池的充电特性及寿命特性。

本发明专利申请是基于申请日为2014年1月22日，发明名称为“锂二次电池用负极及包含该负极的锂二次电池”，申请号为201480000767.2的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及锂二次电池用负极及包含该负极的锂二次电池，更具体地，涉及包含负极活性物质的压实密度及平均粒子大小互不相同的多层活性物质层的负极及包含该负极的锂二次电池。

背景技术

随着对由化石燃料的枯竭引起的能源价格的上升、环境污染的关注增加，环保代替能源成为了用于未来生活的必不可缺的因素。为此，对利用原子能、太阳光、风力及潮汐力等自然能量的多种电力生产技术的研究正在持续，而以更有效地利用以上述方式生产的能量的蓄电装置也备受瞩目。

尤其，随着对移动设备的技术研发和需求的增加，对作为环保代替能源的二次电池的需求正急剧增加。最近，所述二次电池作为电动汽车(EV)或混合动力汽车(HEV)等需要大容量电力的装置的动力源来使用，并且，作为通过栅极(Grid)化的电力辅助电源等用途而正在扩大使用范围。

为了用作需要所述大容量电力的装置的动力源，能够在短时间内发挥大功率的特性之外，同时还需要即使在以高电流在短时间内反复进行充放电的苛刻的条件下，也能使用10年以上等的高能量密度和优良的安全性及长期寿命特性。

以往虽然使用锂金属作为二次电池的负极，但随着知晓枝晶(dendrite)形成引起的电池短路和由此引起的爆炸的危险性，既能维持结构性及电性质，又能达到可逆的锂离子插入(intercalation)及脱离的碳类化合物正代替所述锂金属。

相对于标准氢电极电位，所述碳类化合物具有约-3V的非常低的放电电位，并因石墨烯层(graphene layer)的单轴取向性引起的非常可逆的充放电运行而呈现出优良的电极寿命特性。并且，当Li离子充电时，电极电位为0VLi/Li+，能够呈现出几乎与纯锂金属相似的电位，因此，具有当与氧化物类正极构成电池时，可获得更高的能量的优点。

所述二次电池用负极通过如下方式制备，即，将作为负极活性物质13的碳材料，以及根据需要的导电材料及粘结剂相混合来制备一种负极活性物质浆料之后，以单层的方式将该浆料涂敷于铜箔之类的电极集电体11，并进行干燥。此时，当涂敷所述浆料时，为了使活性物质粉末压接于集电体，使得电极的厚度均匀化，实施压延工序(参照图1)。

但是，以往当进行电极的压延工序时，与负极活性物质的内部相比，表面的按压变得加剧，从而降低了表面的孔隙(pore)比率。

电极的厚度越厚，这种现象越明显，并且，随着电解液难以浸渍到电极的内部而无法确保离子的移动通路，从而难以顺畅地实现离子的移动，因此，会引起电池性能及寿命特性的降低。

发明内容

技术问题

本发明所要解决的问题在于，通过在负极包括多层活性物质层，由此提供向电极内部的离子移动性得到提高的负极。

并且，本发明还提供，通过包含所述负极，电池的充电特性及寿命特性得到提高的锂二次电池。

技术方案

为了解决所述问题，根据本发明的一实施例提供的负极，包括：