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所述负极活性材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种负极活性材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：准备包含SiO

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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所述负极活性材料的制备方法
相关申请的交叉参考本申请要求于2017年5月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2017-0057049的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及负极活性材料、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所述负极活性材料的制备方法。具体地，所述负极活性材料的特征在于包含含有SiOx(0.5<x<1.3)的硅类化合物和设置在所述硅类化合物上的结晶碳涂层，其中所述结晶碳涂层的特征在于含有铝。
技术介绍
由于化石燃料的使用迅速增加，对替代能源或清洁能源的使用的需求正在增加，作为这一趋势的一部分，最活跃的研究领域是使用电化学反应的发电和蓄电领域。目前，使用这种电化学能的电化学装置的典型实例是二次电池，并且其使用领域越来越增加。近年来，随着诸如便携式计算机、移动电话和照相机的便携式装置的技术发展和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求已显著增加。在这些二次电池中，具有高能量密度的锂二次电池、即具有高容量的锂二次电池，已经被大量研究并且也已经被商业化和广泛使用。通常，二次电池由正极、负极、电解质和隔膜构成。负极包含用于嵌入和脱嵌来自正极的锂离子的负极活性材料，并且作为负极活性材料，可以使用具有高放电容量的硅类活性材料。然而，硅类活性材料的问题在于其初始效率低。为了解决这种问题，使用将硅类活性材料的一部分还原的方法。然而，在还原过程中，产生硅酸盐类副产物，所述副产物与制造的二次电池的内部或外部的水分反应而产生气体，导致二次电池的寿命和稳定性劣化的问题。因此，使用如下方法：通过化学气相沉积法在还原的硅类活性材料上形成碳涂层以防止水分与副产物反应，同时将碳涂层形成为结晶层以改善活性材料的表面导电性。然而，为了通过化学气相沉积法在粒子上形成结晶碳涂层，应首先在粒子上设置金属催化剂。然而，在这种情况下，需要设置金属催化剂的步骤和在形成结晶碳涂层之后除去所述金属催化剂的步骤。因此，工序变得复杂。因此，需要开发一种负极活性材料的制备方法，该方法能够通过在硅类化合物上形成结晶碳涂层的过程中不使用单独的金属催化剂来简化工序。[现有技术文献][专利文献](专利文献1)韩国专利公开号10-2008-0111809
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面提供了一种负极活性材料的制备方法，该方法能够通过在硅类化合物上形成结晶碳涂层的过程中不使用单独的金属催化剂来简化工序。本专利技术的另一方面提供一种能够将由水分导致的气体生成最小化的负极活性材料、负极和二次电池。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种负极活性材料的制备方法，所述方法包括：准备包含SiOx(0.5<x<1.3)的硅类化合物；使用有机金属化合物作为源，通过化学气相沉积法在所述硅类化合物上形成结晶碳涂层，其中所述有机金属化合物是选自由乙酰丙酮铝(aluminumacetylacetonate)、乙醇铝(aluminumethoxide)、苯氧化铝(aluminumphenoxide)、乙酸铝和丁醇铝(aluminumtributoxide)组成的组中的至少一种。根据本专利技术的另一方面，提供了负极活性材料、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，其中所述负极活性材料包含含有SiOx(0.5<x<1.3)的硅类化合物；和设置在所述硅类化合物上并构造成含有铝的结晶碳涂层。有益效果根据本专利技术一个实施方式的负极活性材料的制备方法可以通过在形成结晶碳涂层时使用有机金属化合物作为CVD源而在不使用单独的金属催化剂的情况下形成结晶碳涂层。因此，可以省略金属催化剂沉积工序、金属催化剂除去工序等，从而简化了制备负极活性材料的工序。此外，根据本专利技术的另一个实施方式的负极活性材料能够通过包含结晶碳涂层而使由外部水分和硅类化合物中的副产物的反应导致的气体生成最小化。因此，可以改善包含所述负极活性材料的二次电池的寿命特性和稳定性。附图说明图1示出了本专利技术的实施例3的负极活性材料的碳涂层的拉曼光谱，以及本专利技术的比较例1的负极活性材料的碳涂层的拉曼光谱。具体实施方式在下文中，将更详细地描述本专利技术以便于理解本专利技术。应当理解，说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应解释为常用词典中定义的含义。将进一步理解，基于专利技术人为了最好地解释本专利技术而可以适当地定义词语或术语的含义的原则，应将词语或术语解释为具有与其在本专利技术的相关领域和技术构思的上下文中的含义一致的含义。本文中使用的术语仅用于描述特定示例性实施方式的目的，并不意图限制本专利技术。在说明书中，除非相反地指出，否则单数形式的术语可以包括复数形式。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”或“具有”指定所述特征、数字、步骤、要素或其组合的存在，但不排除一个以上其他特征、数字、步骤、要素或其组合的存在或添加。根据本专利技术一个实施方式的负极活性材料的制备方法可以是如下的负极活性材料的制备方法，所述方法包括：准备包含SiOx(0.5<x<1.3)的硅类化合物；使用有机金属化合物作为源，通过化学气相沉积法在所述硅类化合物上形成结晶碳涂层，其中所述有机金属化合物是选自由乙酰丙酮铝、乙醇铝、苯氧化铝、乙酸铝和丁醇铝组成的组中的至少一种。所述硅类化合物可包含SiOx(0.5<x<1.3)。所述准备硅类化合物可包括使SiOx1(0<x1<2)与金属反应。SiOx1(0<x1<2)和SiOx(0.5<x<1.3)可以呈包含Si和SiO2的形式。即，x和x1分别对应于SiOx(0.5<x<1.3)或SiOx1(0<x1<2)中包含的O对Si的数量比。所述硅类化合物可包含金属硅酸盐。具体地，通过使所述SiOx1(0<x1<2)与金属反应，可以将所述金属硅酸盐掺杂入SiOx(0.5<x<1.3)中。所述金属硅酸盐可位于所述硅类化合物内。所述SiOx1(0<x1<2)与所述金属之间的反应可以通过使SiOx1(0<x1<2)与包含所述金属的金属粉末或金属气体反应来进行。所述金属可以是选自由Li、Mg、Ti和Ca组成的组中的至少一种，并且可以具体为Li和Mg。反应可在300℃至1000℃的温度下进行1小时至24小时。所述反应可以在惰性气体流动的同时进行。所述惰性气体可以是选自由Ar、N2、Ne、He和Kr组成的组中的至少一种。所述准备硅类化合物可以进一步包括将在与金属的反应过程中产生的金属硅酸盐的一部分除去。具体地，所述准备硅类化合物可以包括将在与金属的反应过程中产生的金属硅酸盐中设置在所述硅类化合物表面上的金属硅酸盐除去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极活性材料的制备方法，所述方法包括：/n准备包含SiO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170504 KR 10-2017-00570491.一种负极活性材料的制备方法，所述方法包括：
准备包含SiOx的硅类化合物，其中0.5<x<1.3；和
使用有机金属化合物作为源，通过化学气相沉积法在所述硅类化合物上形成结晶碳涂层，其中
所述有机金属化合物是选自由乙酰丙酮铝、乙醇铝、苯氧化铝、乙酸铝和丁醇铝组成的组中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的方法，其中
所述准备硅类化合物是通过使SiOx1与含有金属的金属粉末或含有金属的金属气体反应来进行，其中0<x1<2。


3.根据权利要求2所述的方法，其中
所述金属是选自由Li、Mg、Ti和Ca组成的组中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的方法，其中
所述化学气相沉积法包括：
气化所述有机金属化合物，和
将所述气化的有机金属化合物引入至其中设置有所述硅类化合物的腔室中，
其中所述有机金属化合物的引入速率为1SCCM至50SCCM。


5.根据权利要求4所述的方法，其中
所述腔室内的温度为300℃至1000℃，并且
所述化学气相沉积法进行0.5分钟至1小时。


6.一种负极活性材料，包含：
包含SiOx的硅类化合物，其中0.5<x<1.3；和
设置在所述硅类化合物上并构造成含有铝的结晶碳涂层。

【专利技术属性】
技术研发人员：金东赫，金银卿，李龙珠，赵来焕，崔静贤，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR