[发明专利]用于可再充电锂电池的负极活性物质和可再充电锂电池

说明书

公开了一种用于可再充电锂电池的负极活性物质和可再充电锂电池，用于可再充电锂电池的负极活性物质包括复合物和围绕复合物的表面的第二非晶碳，复合物包括硅颗粒、金属颗粒和第一非晶碳的混合物。

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和可再充电锂电池。

背景技术

最近，可再充电锂电池作为用于小型便携式电子装置的电源引起关注。可再充电锂电池使用有机电解质溶液，因此可再充电锂电池的放电电压是使用碱水溶液的常规电池的两倍或更多倍，因此可再充电锂电池具有高能量密度。

对于可再充电锂电池的正极活性物质，已经使用具有能够嵌入锂离子的结构的诸如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNi_1-xCo_xO₂(0x1)等的锂-过渡金属氧化物。

作为负极活性物质，已经主要使用诸如人造石墨、天然石墨、硬碳等的各种碳基负极活性物质。然而，这种碳基负极活性物质具有约360mAh/g的低容量，因此已经积极地研究了容量为2500mAh/g或更大的硅基负极活性物质，该容量是碳基负极活性物质的四倍或更多倍。然而，与碳基负极活性物质(具体地，石墨)相比，硅具有在充电和放电期间会发生的严重的体积膨胀(相对于石墨为300％)，其导致与电解质的副反应严重地发生，从而消耗电解质溶液，结果使循环寿命特性劣化。

在该背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此，它可能包含不形成对本领域普通技术人员而言在本国已知的现有技术的信息。

发明内容

一个实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负极活性物质，该负极活性物质表现出优异的初始效率和稳定的循环寿命特性。

另一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。

一个实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负极活性物质，负极活性物质包括：复合物，包括硅颗粒、金属颗粒和第一非晶碳；以及第二非晶碳，围绕复合物的表面。

金属颗粒可以定位在硅颗粒的表面上。在一个实施例中，复合物可以包括定位在硅颗粒的表面上的金属颗粒以及围绕硅颗粒和金属颗粒的第一非晶碳。

金属颗粒可以是Ni、Ti、Sn或它们的组合。

硅颗粒可以具有棒状形状、片状形状或球形形状。在一个实施例中，如果硅颗粒具有棒状形状或片状形状，则硅颗粒可以具有约5至约20的长宽比。可选地，如果硅颗粒具有球形形状，则硅颗粒可以具有约5nm至约300nm的颗粒直径。

金属颗粒可以具有球形形状。在一个实施例中，如果金属颗粒具有球形形状，则金属颗粒可以具有约1nm至约20nm的颗粒直径。

第二非晶碳可以以层的形式连续地定位在复合物的表面上。

另一实施例提供了一种可再充电锂电池，可再充电锂电池包括：负电极，包括该负极活性物质；正电极；以及电解质。

其它实施例包括在下面的详细描述中。

根据一个实施例的用于可再充电锂电池的负极活性物质可以提供一种表现出优异的初始效率和循环寿命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负极活性物质的结构的示意图。

图2示意性地示出了根据实施例的用于制备负极活性物质的工艺。

图3是示出了根据一个实施例的可再充电锂电池的结构的示意图。

图4示出了在制备根据示例1的负极活性物质期间的每个步骤处的结构的TEM照片。