[发明专利]复合负极活性材料及其制造方法和包括该复合负极活性材料的负极

说明书

提供了一种复合负极活性材料，其包括：硅基核颗粒；位于所述硅基核颗粒上的外部碳涂层；与所述外部碳涂层接触且从所述外部碳涂层突出的第一单壁碳纳米管；与所述外部碳涂层间隔开且包括第二单壁碳纳米管的导电结构；和结合至所述第一单壁碳纳米管和至少一个所述第二单壁碳纳米管的交联材料，其中所述至少一个所述第二单壁碳纳米管通过所述交联材料与所述第一单壁碳纳米管交联，并因此所述导电结构和所述第一单壁碳纳米管彼此连接。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月30日提交的韩国专利申请第10-2019-0120840号的优先权和权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种复合负极活性材料、一种制造该复合负极活性材料的方法、和一种包括该复合负极活性材料的负极。

背景技术

近来，随着诸如移动电话、笔记本电脑和电动汽车之类的使用电池的电子装置的迅速传播，对于小型、轻量且具有相对高容量的二次电池的需求正迅速增加。特别是，锂二次电池是轻量的且具有高能量密度，并因此作为用于便携式装置的驱动电源而备受关注。相应地，正在进行积极的研究和开发工作，以改善锂二次电池的性能。

一般而言，锂二次电池包括正极、负极、插置在所述正极和所述负极之间的隔板、电解质、有机溶剂等。除此之外，在每一个正极和负极中，包括正极活性材料或负极活性材料的活性材料层可形成在集电器上。在正极中，诸如LiCoO₂或LiMn₂O₄之类的含锂的金属氧化物通常被用作正极活性材料，而相应地，在负极中，不包含锂的碳基活性材料或硅基负极活性材料被用作负极活性材料。

特别是，在这些负极活性材料之中，硅基负极活性材料备受关注，因为硅基负极活性材料具有约10倍于碳基负极活性材料的容量，并因为高容量，存在着即使利用薄电极也可实现高能量密度的优势。然而，硅基负极活性材料具有诸如由充电和放电导致的体积膨胀、由此造成的活性材料颗粒的破裂/损坏、和由此造成的寿命特性的降低之类的问题，并因此尚未得到广泛应用。

特别是，硅基负极活性材料具有这样的问题：随着体积因充电和放电而膨胀或收缩，活性材料颗粒之间的距离增加，并发生了电短路，导致电荷转移路径消失和锂离子被俘获，结果，容量会减小并且寿命的缩短会加快。

因此，需要开发一种具有改善的寿命特性且在其中实现了硅基负极活性材料的高容量和能量密度的二次电池。

韩国专利公开第10-2017-0074030号涉及一种用于锂二次电池的负极活性材料及其制造方法和包括该负极活性材料的锂二次电池，尽管公开了包括多孔硅-碳复合物的负极活性材料，但在解决上述问题方面仍存在限制。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国专利公开第10-2017-0074030号

发明内容

技术问题

本发明涉及提供一种使用硅基活性材料且能够有效地防止因充电和放电而在活性材料中发生电短路并改善寿命特性的复合负极活性材料。

此外，本发明涉及提供一种制造所述复合负极活性材料的方法。

此外，本发明涉及提供一种包括所述复合负极活性材料的负极。

技术方案