负极和包含所述负极的二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种包含负极活性材料层的负极和二次电池，其中所述负极活性材料层包含负极活性材料和导电材料，所述负极活性材料包含含有天然石墨和无定形碳类材料的碳类活性材料粒子，所述碳类活性材料粒子的比表面积为1.4m2/g～2.3m2/g，并且所述导电材料包含具有1～12μm平均长度的碳纳米管。1～12μm平均长度的碳纳米管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负极和包含所述负极的二次电池


[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年5月29日提交的韩国专利申请10
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2019
‑
0063108号的优先权，通过参考将其公开内容并入本文中。
[0003]

[0004]本专利技术涉及一种包含负极活性材料层的负极以及二次电池，其中所述负极活性材料层包含负极活性材料和导电剂，其中所述负极活性材料包含含有天然石墨和无定形碳类材料的碳类活性材料粒子，所述碳类活性材料粒子具有1.4m2/g～2.3m2/g的比表面积，并且所述导电剂包含具有1μm～12μm平均长度的碳纳米管。

技术介绍

[0005]由于化石燃料的使用的快速增加，对替代能源或清洁能源的使用的需求已经增加，并且作为这种趋势的一部分，最积极研究的领域是利用电化学反应的发电和蓄电的领域。
[0006]目前，利用电化学能的电化学装置的典型实例可以是二次电池，并且趋势是其应用领域越来越大。近年来，随着对便携式装置如便携式计算机、移动电话和照相机的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求显著增加。通常，二次电池由正极、负极、电解质和隔膜构成。所述负极包含其中从正极释放的锂离子嵌入和脱嵌的负极活性材料，并且可以将石墨类活性材料如天然石墨或人造石墨用作所述负极活性材料。
[0007]人造石墨对于电池寿命特性和高温存储特性是有利的，但是具有电极粘附力低和价格高的问题。
[0008]天然石墨的优点在于其具有高的电极粘附力并且可以增加电池的容量。然而，因为天然石墨具有多个内部空隙，所以电解液与天然石墨之间的副反应过度发生，由此在电池中过度产生气体。而且，在电池的充电和放电期间，天然石墨的体积过度增加。结果，由于上述原因而使得电池的高温存储特性和寿命特性劣化。
[0009]为了克服这些局限，通常已经使用了在常规天然石墨上设置无定形碳涂层的技术。所述无定形碳涂层由沥青等制成。然而，在这种情况下，难以维持高充电/放电容量，存在的局限在于，电池的寿命特性和高温存储特性的改善程度不大。
[0010]因此，需要一种负极，其通过使用天然石墨而能够在获得改善电极的粘附力和容量的优点的同时改善电池的寿命特性和高温存储特性。

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]本专利技术的一个方面提供一种负极以及包含所述负极的二次电池，所述负极通过使用天然石墨而具有高的电极粘附力和容量，并且可以改善电池的寿命特性和高温存储特性。
[0013]技术方案
[0014]根据本专利技术的一个方面，提供一种负极，包含负极活性材料层，其中所述负极活性材料层包含负极活性材料和导电剂，其中所述负极活性材料包含含有天然石墨和无定形碳类材料的碳类活性材料粒子，所述碳类活性材料粒子具有1.4m2/g～2.3m2/g的比表面积，并且所述导电剂包含具有1μm～12μm平均长度的碳纳米管。
[0015]根据本专利技术的另一个方面，提供一种包含所述负极的二次电池。
[0016]有益效果
[0017]根据本专利技术，因为负极包含天然石墨并且包含具有低比表面积的碳类活性材料粒子作为负极活性材料，所以可以减少电解液的副反应并且可以抑制负极的体积膨胀，由此可以改善电池的寿命特性和高温存储特性。另外，由于天然石墨的特性而可以改善电极粘附力。此外，因为负极包含具有特定长度的碳纳米管作为导电剂，所以在改善电池和电池的制造效率的同时，即使当负极的体积由于电池的充电和放电而变化时，也可以保持碳类活性材料粒子与碳纳米管之间的优异的导电网络，由此可以使电池的寿命特性和高温存储特性以及电极的粘附力最大化。
具体实施方式
[0018]在下文中，将更详细地描述本专利技术，以使得能够更清楚地理解本专利技术。
[0019]将理解的是，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，并且还将理解的是，应在专利技术人可以适当定义词语或术语的含义以对本专利技术进行最佳解释的原则的基础上，将所述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背景下的含义相一致的含义。
[0020]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，并不旨在限制本专利技术。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。
[0021]将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”或“具有”指明所述特征、数字、步骤、要素或其组合的存在，但不排除一个或多个其它特征、数字、步骤、要素或其组合的存在或添加。
[0022]本说明书中的表述“D
50”可以定义为在粒子的粒度分布曲线(粒度分布的图的曲线)中累积体积为50％处的粒径。例如，D
50
可以通过使用激光衍射法来测量。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，并且可以获得高再现性且高分辨率的结果。
[0023]<负极>
[0024]根据本专利技术实施方式的负极包含负极活性材料层，其中所述负极活性材料层包含负极活性材料和导电剂，其中所述负极活性材料包含含有天然石墨和无定形碳类材料的碳类活性材料粒子，所述碳类活性材料粒子具有1.4m2/g～2.3m2/g的比表面积，并且所述导电剂可以包含具有1μm～12μm平均长度的碳纳米管。
[0025]所述负极可以包含负极活性材料层。
[0026]所述负极活性材料层可以包含负极活性材料和导电剂。
[0027]所述负极活性材料可以包含碳类活性材料粒子。
[0028]所述碳类活性材料粒子可以包含天然石墨和无定形碳类材料。具体地，所述碳类活性材料粒子可以包含天然石墨和设置在天然石墨上的无定形碳类材料。
[0029]所述天然石墨可以通过鳞片状天然石墨的球形化工序来形成。因此，与常规鳞片状天然石墨不同，所述天然石墨可以具有接近球形的形状。出于该原因，因为在电池的充电和放电期间碳类活性材料粒子可以在所有方向上都发生体积膨胀并且锂的嵌入和脱嵌可以是容易的，所以电池的寿命特性、高温存储特性和快速充电性能会得到改善。
[0030]所述天然石墨的平均粒径(D
50
)可以为5μm～30μm，具体地6μm～28μm。在满足上述范围的情况下，可以改善负极的能量密度。
[0031]可以将所述无定形碳类材料设置在所述天然石墨上。具体地，所述无定形碳类材料可以通过涂布在所述天然石墨上而作为一种涂层存在。
[0032]所述无定形碳类材料在提供适当的结合力以使得天然石墨粒子彼此结合以形成碳类活性材料粒子的方面发挥作用。所述无定形碳类材料可以为选自由如下组成的组中的至少一种的碳化物：焦油、沥青和其它有机材料，或者可以为通过使用烃作为化学气相沉积的源而形成的碳类材料。
[0033]所述其它有机材料的碳化物可以为：蔗糖、葡萄糖、半乳糖、果糖、乳糖、甘露糖、核糖、己醛糖或酮己糖的碳化物；和选自其组合的有机材料的碳化物。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种负极，所述负极包含负极活性材料层，其中所述负极活性材料层包含负极活性材料和导电剂，其中所述负极活性材料包含含有天然石墨和无定形碳类材料的碳类活性材料粒子，其中所述碳类活性材料粒子具有1.4m2/g～2.3m2/g的比表面积，并且其中所述导电剂包含具有1μm～12μm平均长度的碳纳米管。2.如权利要求1所述的负极，其中所述碳类活性材料粒子具有1.6m2/g～2.0m2/g的比表面积。3.如权利要求1所述的负极，其中所述碳类活性材料粒子具有5μm～30μm的平均粒径(D
50
)。4.如权利要求1所述的负极，其中所述碳类活性材料粒子具有15cm3/g～...

【专利技术属性】
技术研发人员：白柱烈，崔希源，吴娫织，朴燦基，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：