用于可再充电锂电池的负极和包括其的可再充电锂电池制造技术

提供了用于可再充电锂电池的负极和包括其的可再充电锂电池。所述负极可以包括负极活性物质层，负极活性物质层包括具有大约10GPa至大约35GPa的杨氏模量并具有大于或等于大约1.65g/cc的活性物质密度和大于或等于大约3.2mAh/cm

Negative electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same

A negative electrode for rechargeable lithium batteries and a rechargeable lithium battery including the rechargeable lithium battery are provided. The negative electrode can include a negative electrode active material layer includes a negative electrode active material layer is about 10GPa to about 35GPa and the young's modulus is greater than or equal to the active material density of about 1.65g/cc and greater than or equal to about 3.2mAh/cm

【技术实现步骤摘要】
用于可再充电锂电池的负极和包括其的可再充电锂电池
公开了一种用于可再充电锂电池的负极和一种包括所述负极的可再充电锂电池。
技术介绍
可再充电锂电池可以用作例如小型便携式电子装置的电源。
技术实现思路
示例性实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负极，所述负极包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括具有大约10GPa至大约35GPa的杨氏模量并具有大于或等于大约1.65g/cc的活性物质密度和大于或等于大约3.2mAh/cm2的电流密度的负极活性材料。负极可以具有大约1.65g/cc至大约1.85g/cc的活性物质密度。负极可以具有大约3.2mAh/cm2至大约4.2mAh/cm2的电流密度。负极活性材料可以具有大约15GPa至大约25GPa的杨氏模量。负极活性材料可以是人造石墨。负极活性物质层可以包括粘结剂。粘结剂的量可以是大约1wt％至大约5wt％。负极活性物质层可以包括导电材料。导电材料的量可以是大约1wt％至大约5wt％。其它的示例性实施例提供了一种包括上述示例性实施例的负极、包括正极活性材料的正极和电解质的可再充电锂电池。附图说明通过参照附图详细描述示例性实施例，对于本领域的普通技术人员而言，特征将变得明显，在附图中：图1是示出根据一个实施例的可再充电锂电池的分解透视图。图2示出了表明分别通过使用根据示例1以及对比示例1和2的负极活性材料制备的每个浆料颗粒的电解质溶液注入实验结果的图。图3示出了表明分别通过使用根据示例1和对比示例1的负极制造的每个电池单体的容量保持率的图。图4示出了表明分别通过使用根据示例1和对比示例1的负极制造的每个电池单体的电池厚度增大率的图。图5示出了表明分别通过使用根据对比示例3和对比示例4的负极制造的每个电池单体的容量保持率的图。具体实施方式在下文中，现在将参照附图更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式实施，并且不应解释为限于在这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将把示例性实施方式充分地传达给本领域技术人员。在附图中，为了示出的清楚，可以夸大层和区域的尺寸。还将理解的是，当层或元件被称作“在”另一层或基底“上”时，该层或元件可以直接在所述另一层或基底上，或者也可以存在中间层。另外，将理解的是，当层被称为“在”另一层“下”时，该层可以直接在所述另一层下，或者也可以存在一个或更多个中间层。此外，还将理解的是，当层被称为“在”两个层“之间”时，该层可以是所述两个层之间的唯一层，或者也可以存在一个或更多个中间层。同样的附图标记始终表示同样的元件。如在此使用的，活性物质(activemass)表示活性材料、粘结剂和可选的导电材料的混合物。将该混合物在溶剂中混合以制备浆料型活性材料组合物。该活性材料组合物被涂覆在集流体上并被干燥以形成活性材料层。在此，活性材料层被称为活性物质层。该活性物质和活性物质层通常在相关领域中是熟知的，因此将不详细描述。此外，活性物质密度表示每单位电极体积的活性物质的重量。根据一个实施例的用于可再充电锂电池的负极可以包括负极活性物质层，该负极活性物质层包括具有大约10GPa至大约35GPa的杨氏模量的负极活性材料。负极活性物质层也可以具有大于或等于大约1.65g/cc的活性物质密度和大于或等于大约3.2mAh/cm2的电流密度。负极活性材料的杨氏模量可以是大约10GPa至大约35GPa，例如，优选地，大约15GPa至大约25GPa。当负极活性材料具有指定的杨氏模量时，该活性材料可以应用于具有高电流密度的电极。因此，可以提供具有高活性物质密度的电极以及由此具有改善的循环寿命特性和改善的膨胀特性的电池。在一个实施例中，可以使用原位SEM压痕实验(in-situSEMindentationexperiment)法来测量杨氏模量。该方法通过在利用SEM检测在原位状态的活性材料的同时下压探针来执行。当下压探针并同时施加压力时，通过测量活性材料的深度来获得杨氏模量。对于具有该杨氏模量的负极活性材料，例如，可以适当地使用人造石墨。相反，当无定形碳被用作具有该杨氏模量的负极活性材料时，由于低的容量和效率，不会实现高能量密度。示例性实施例的负极可以具有大于或等于大约1.65g/cc的活性物质密度，例如，优选地，大约1.65g/cc至大约1.85g/cc。当负极具有指定的活性物质密度时，可以提供具有高能量密度的电池。负极可以具有大于或等于大约3.2mAh/cm2的电流密度，例如，优选地，大约3.2mAh/cm2至大约4.2mAh/cm2。当负极具有指定的电流密度时，可以实现具有高能量密度的电池。一个实施例的具有大于或等于大约1.65g/cc的活性物质密度和大于或等于大约3.2mAh/cm2的电流密度的负极可以包括具有在10GPa至35GPa的范围中的杨氏模量的负极活性材料，因此，可以改善循环寿命特性和膨胀特性。然而，当负极具有与上面相同的杨氏模量，但是活性物质密度或电流密度超范围时，不会实现高能量密度。在根据一个实施例的负极中，负极活性物质层可以包括粘结剂，并可以可选地包括导电材料。在负极活性物质层中，基于负极活性物质层的总重量，负极活性物质的量可以是大约95wt％至大约99wt％。在负极活性物质层中，基于负极活性物质层的总重量，粘结剂的量可以是大约1wt％至大约5wt％。当负极活性物质层还包括导电材料时，负极活性物质层可以包括大约90wt％至大约98wt％的负极活性材料、大约1wt％至大约5wt％的粘结剂和大约1wt％至大约5wt％的导电材料。粘结剂可以改善负极活性材料颗粒彼此之间的粘结性质以及负极活性材料颗粒与集流体之间的粘结性质。例如，粘结剂可以包括非水溶性粘结剂、水溶性粘结剂或它们的组合。非水溶性粘结剂可以包括例如聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含乙撑氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺或它们的组合。水溶性粘结剂可以包括例如橡胶类粘结剂或聚合物树脂粘结剂。橡胶类粘结剂可以选自于例如丁苯橡胶、丙烯酸酯丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶、丙烯酸橡胶、丁基橡胶、氟橡胶和它们的组合。聚合物树脂粘结剂可以选自于例如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧氯丙烷、聚磷腈、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯-丙烯-二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、乳胶、聚酯树脂、丙烯酸树脂、酚树脂、环氧树脂、聚乙烯醇和它们的组合。当水溶性粘结剂用作负极粘结剂时，例如，还可以使用纤维素类化合物以提供粘性。纤维素类化合物可以包括例如羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和它们的碱金属盐中的一种或更多种。碱金属可以是例如Na、K或Li。例如，基于100重量份的负极活性材料，可以以大约0.1重量份至大约3重量份的量包括纤维素类化合物。可以包括导电材料以提供电极导电性。任何导电的材料可以用作导电材料，除非它引起化学变化。例如，导电材料可以包括诸如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑和碳纤维等的碳基材料；包括铜、镍、铝和银等的金属粉或金属纤维的金属基材料；诸如聚亚苯基衍生物的导电聚合物；或它们的混合物。集流体可以包括例如铜箔、镍箔、不锈钢箔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可再充电锂电池的负极，所述负极包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括具有10GPa至35GPa的杨氏模量并具有大于或等于1.65g/cc的活性物质密度和大于或等于3.2mAh/cm

【技术特征摘要】
2015.11.10 KR 10-2015-01574901.一种用于可再充电锂电池的负极，所述负极包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括具有10GPa至35GPa的杨氏模量并具有大于或等于1.65g/cc的活性物质密度和大于或等于3.2mAh/cm2的电流密度的负极活性材料。2.根据权利要求1所述的负极，其中，负极的活性物质密度为1.65g/cc至1.85g/cc。3.根据权利要求1所述的负极，其中，负极的电流密度为3.2mAh/cm2至4.2mAh/cm2。4.根据权利要求1所述的负极，其中，负极活性材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晟齐，罗载澔，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR