锂二次电池用负极活性材料、其制备方法以及包含其的锂二次电池用负极和锂二次电池技术

本发明专利技术提供一种锂二次电池用负极活性材料，其包含：第一负极活性材料粒子，所述第一负极活性材料粒子包含第一人造石墨粒子和碳涂层，所述碳涂层形成在所述第一人造石墨粒子上并且包含硬碳；和第二负极活性材料粒子，所述第二负极活性材料粒子包含第二人造石墨粒子，其中，所述第一负极活性材料粒子的平均粒径D

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池用负极活性材料、其制备方法以及包含其的锂二次电池用负极和锂二次电池
相关申请的交叉引用本申请要求于2018年4月4日提交的韩国专利申请10-2018-0039022号的优先权和权益，通过引用将其全部内容并入本文中。
本专利技术涉及锂二次电池用负极活性材料、其制备方法以及包含其的锂二次电池用负极和锂二次电池。
技术介绍
随着由于化石燃料的枯竭而导致的能源价格上涨以及对环境污染的关注增加，环境友好的替代能源已经成为未来生活必不可少的因素。特别地，随着移动设备的技术发展和需求增加，对作为环境友好的替代能源的二次电池的需求正在迅速增加。在现有二次电池中，已经将锂金属用作负极。然而，因为由于枝晶的形成而引起的电池短路以及由此引起的爆炸的危险成为问题，所以已经出现使用碳类活性材料，所述碳类活性材料允许可逆地嵌入和脱嵌锂离子并维持结构和电性能。作为碳类活性材料，已经使用了各种类型的碳类材料，如人造石墨、天然石墨、硬碳等。其中，已经最广泛地使用了具有优异的可逆性的能够确保锂二次电池的寿命特性的石墨类活性材料。因为石墨类活性材料与锂相比具有-0.2V的低的放电电压，所以使用石墨类活性材料而形成的电池能够表现出3.6V的高的放电电压，从而在锂电池的能量密度方面提供许多优点。同时，为了制造具有高容量和高电极密度的锂二次电池，在制造锂二次电池期间在电极工序中进行辊压工序。在这种情况下，当石墨类活性材料很硬时，难以进行辊压，并且可能难以获得期望的密度。另一方面，当石墨类活性材料很软时，由于在电极的制造中容易进行辊压而容易获得高密度的电极，但是其完全堵塞了存在于粒子之间的空隙，并且不利地影响电解液的浸渍性。日本专利公布4403327号公开了一种用于锂离子二次电池负极的石墨粉，但未提出上述问题的替代方案。相关技术[专利文献]日本专利公布4403327号
技术实现思路
[技术问题]本专利技术的一个目的是提供一种锂二次电池用负极活性材料，所述锂二次电池用负极活性材料具有改善的快速充电特性和高温存储性能。本专利技术的另一个目的是提供一种制备上述锂二次电池用负极活性材料的方法。此外，本专利技术的又一个目的是提供包含上述锂二次电池用负极活性材料的锂二次电池用负极和锂二次电池。[技术方案]本专利技术提供一种锂二次电池用负极活性材料，其包含：第一负极活性材料粒子，所述第一负极活性材料粒子包含第一人造石墨粒子和碳涂层，所述碳涂层形成在所述第一人造石墨粒子上并且包含硬碳；和第二负极活性材料粒子，所述第二负极活性材料粒子包含第二人造石墨粒子，其中，所述第一负极活性材料粒子的平均粒径D50与所述第二负极活性材料粒子的平均粒径D50之间的差值为5μm以下，并且在所述碳涂层的差示热重分析中放热峰处的温度在580℃至690℃的范围内。此外，本专利技术提供一种制备锂二次电池用负极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：准备第一负极活性材料粒子和第二负极活性材料粒子；以及将所述第一负极活性材料粒子和所述第二负极活性材料粒子混合，其中，准备第一负极活性材料粒子的步骤包括：步骤a)，准备第一人造石墨粒子；以及步骤b)，将所述第一人造石墨粒子与碳涂层形成用材料混合，并对混合物进行第二热处理，以在所述第一人造石墨粒子上形成包含硬碳的碳涂层，所述碳涂层形成用材料包含通过第一热处理形成的碳类材料和用于控制结晶度的聚合物，所述第一负极活性材料粒子的平均粒径D50与所述第二负极活性材料粒子的平均粒径D50之间的差值为5μm以下，并且在所述碳涂层的差示热重分析中在放热峰处的温度在580℃至690℃的范围内。另外，本专利技术提供一种锂二次电池用负极，所述锂二次电池用负极包含上述锂二次电池用负极活性材料。另外，本专利技术提供一种锂二次电池，所述锂二次电池包含所述锂二次电池用负极。有益效果本专利技术的锂二次电池用负极活性材料包含：第一负极活性材料粒子，所述第一负极活性材料粒子包含含有硬碳的碳涂层，以具有高的硬度和低的电荷转移电阻；和第二负极活性材料粒子，所述第二负极活性材料粒子具有低的硬度。因此，当将第一负极活性材料粒子和第二负极活性材料粒子共混时，第二负极活性材料粒子被设置在第一负极活性材料粒子的周围，使得在辊压期间存在少的对活性材料的损伤，并且活性材料层的比表面积的变化小，从而改善了高温存储性能。此外，本专利技术的锂二次电池用负极活性材料包含含有碳涂层的第一负极活性材料粒子，在所述碳涂层的差示热重分析中放热峰处的温度在580℃至690℃的范围内。满足上述范围的碳涂层能够通过将第一负极活性材料粒子的硬度提高到合适水平来改善粒子的结构稳定性，并且还有助于锂离子到活性材料中的进入和排出，以将快速充电特性提高到优异的水平。此外，在本专利技术的锂二次电池用负极活性材料中，第一负极活性材料粒子与第二负极活性材料粒子的平均粒径D50差值为5μm以下，由此能够防止因使用平均粒径D50差值大于5μm的大尺寸粒子和小尺寸粒子而可能造成的锂离子的扩散阻力的增加，由此改善了快速充电性能和容量效率。具体实施方式说明书和权利要求书中所使用的术语不应被解释为限于常规或字面的含义，并且应在专利技术人能够适当地定义术语的概念以以最优选的方式解释其自己的专利技术的原则的基础上将所述术语解释为具有与本专利技术的技术思想对应的含义和概念。本说明书中所使用的术语仅用于描述特定的各种实施方案，而不旨在限制本专利技术。应理解，除非上下文另外明确指出，否则单数形式包含复数对象。在本说明书中，诸如“包括”、“包含”或“具有”的表述应被解释为明确存在特定的特征、数量、操作、构成元素、成分或其组合，但不应被解释为排除存在或添加一种或多种其它特征、数量、操作、构成元素、成分或其组合的可能性。在本说明书中，平均粒径D50可以被定义为对应于粒径分布曲线中体积累积50％的粒径。例如可以通过使用激光衍射法来测量平均粒径D50。激光衍射法通常可以测量从亚微米级到几毫米范围的粒径，并且可以获得高度可重复且高分辨率的结果。下文中，将详细描述本专利技术。具体地，本专利技术提供一种锂二次电池用负极活性材料和包含其的锂二次电池用负极，在所述锂二次电池用负极活性材料中，将两种不同类型的负极活性材料粒子混合，以提高电极的高温存储性能和快速充电特性。另外，本专利技术提供一种锂二次电池，所述锂二次电池包含所述锂二次电池用负极。锂二次电池用负极活性材料本专利技术涉及锂二次电池用负极活性材料，具体地，所述锂二次电池用负极活性材料包含：(A)第一负极活性材料粒子，所述第一负极活性材料粒子包含第一人造石墨粒子和碳涂层，所述碳涂层形成在第一人造石墨粒子上并且包含硬碳；和(B)第二负极活性材料粒子，所述第二负极活性材料粒子包含第二人造石墨粒子。第一负极活性材料粒子的平均粒径D50与第二负极活性材料粒子的平均粒径D50之间的差值为5μm以下，并且在碳涂层的差示热重分析中，放热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂二次电池用负极活性材料，其包含：/n第一负极活性材料粒子，所述第一负极活性材料粒子包含第一人造石墨粒子和碳涂层，所述碳涂层形成在所述第一人造石墨粒子上并且包含硬碳；和/n第二负极活性材料粒子，所述第二负极活性材料粒子包含第二人造石墨粒子，/n其中，所述第一负极活性材料粒子的平均粒径D

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180404 KR 10-2018-00390221.一种锂二次电池用负极活性材料，其包含：
第一负极活性材料粒子，所述第一负极活性材料粒子包含第一人造石墨粒子和碳涂层，所述碳涂层形成在所述第一人造石墨粒子上并且包含硬碳；和
第二负极活性材料粒子，所述第二负极活性材料粒子包含第二人造石墨粒子，
其中，所述第一负极活性材料粒子的平均粒径D50与所述第二负极活性材料粒子的平均粒径D50之间的差值为5μm以下，并且
在所述碳涂层的差示热重分析中放热峰处的温度在580℃至690℃的范围内。


2.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极活性材料，其中，所述第一负极活性材料粒子和所述第二负极活性材料粒子的平均粒径D50在15μm至27μm的范围内。


3.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极活性材料，其中，所述第一负极活性材料粒子与所述第二负极活性材料粒子的重量比在60：40至90：10的范围内。


4.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极活性材料，其中，所述第一人造石墨粒子是通过一个或多个一次人造石墨粒子的聚集而形成的二次人造石墨粒子。


5.一种制备锂二次电池用负极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：
准备第一负极活性材料粒子和第二负极活性材料粒子；以及
将所述第一负极活性材料粒子和所述第二负极活性材料粒子混合，
其中，所述准备第...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔希源，李宰旭，金银卿，崔丞延，金帝映，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR