[发明专利]负极活性材料、包含负极活性材料的负极、包含负极的二次电池和制备负极活性材料的方法

说明书

本发明涉及负极活性材料，包含含有M_aSi_bC基质的金属‑硅‑碳类粒子，其中所述M_aSi_bC基质中的M是选自由Li、Mg、Na、Ca和Al组成的组中的至少一种，0.3≤a≤1且1≤b≤2。由于M_aSi_bC基质，在对电池进行充放电期间，不可逆相的形成能够最小化，使得能够改善电池的初始效率，并且由于改善的导电性、物理强度和化学稳定性，能够改善电池的容量和寿命特性。

技术领域

对相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月19日提交的韩国专利申请No.10-2018-0124980的优先权和权益，在此将该韩国专利申请的全部内容引入作为参考。

技术领域

本公开内容涉及负极活性材料、包含所述负极活性材料的负极、包含所述负极的二次电池以及制备负极活性材料的方法，更特别地，涉及包含SiC_x基质的负极活性材料；和包含掺杂在SiC_x基质上的金属的硅-碳类粒子。

背景技术

由于化石燃料的使用迅速增加，对使用替代能源或清洁能源的需求已经增加。作为其中的一部分，最活跃的研究领域是利用电化学反应的发电和蓄电领域。

目前，如上所述的使用电化学能的电化学装置的代表性实例是二次电池，并且二次电池的使用领域逐渐增加。目前，随着对诸如便携式计算机、便携式电话、照相机等便携式设备的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求也迅速增加。在这些二次电池中，具有高能量密度的锂二次电池，即高容量锂二次电池已经被大量研究并商业化，从而被广泛使用。

通常，二次电池由正极、负极、电解质和隔膜构成。所述负极包含负极活性材料，所述负极活性材料使来自正极的锂离子嵌入和脱嵌，并且作为负极活性材料，可以使用具有高放电容量的硅类粒子。然而，SiO_x(0≤x2)等硅类粒子的SiO₂在二次电池充电时与从正极产生的Li离子反应而形成作为不可逆相的硅酸锂。因此，电池的初始效率低。此外，由于SiO_x(0≤x2)等硅类粒子在充放电过程期间具有过大的体积变化、且导电性低，因此存在电池寿命降低的问题。

在相关技术中，为了解决这些问题，已经使用了在硅类粒子表面上形成涂层的技术。详细地说，存在在硅类粒子表面上形成碳涂层的方法(韩国专利公报10-2015-0112746)。然而，即使在形成碳涂层的情况下，也难以控制不可逆相的形成，并且降低电池电阻的效果不大。

因此，需要一种能够在替代SiO_x(0≤x2)的同时，改善电池的初始效率、容量和寿命特性的负极活性材料。

[相关技术文献]

[专利文件]

韩国专利公报10-2015-0112746

发明内容

【技术问题】

本公开内容的一个方面提供了一种负极活性材料，该负极活性材料能够抑制电池反应中的不可逆反应从而改善初始效率，并且由于其优异的导电性、机械强度和化学稳定性，能够改善电池的容量和寿命特性。

本公开内容的另一方面提供了一种制备所述负极活性材料的方法。

本公开内容的另一方面提供了包含所述负极活性材料的负极和包含所述负极的二次电池。

【技术方案】