制备负极活性材料的方法、负极活性材料、包含其的负极以及包括所述负极的二次电池技术

本发明专利技术涉及：一种制备负极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：通过将碳质核和沥青混合并进行第一热处理形成复合粒子，以及将所述复合粒子和沥青混合并进行第二热处理；一种负极活性材料；一种负极；以及一种二次电池。以及一种二次电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备负极活性材料的方法、负极活性材料、包含其的负极以及包括所述负极的二次电池


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年10月28日提交的韩国专利申请号10
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2019
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0134845的优先权权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]

[0004]本专利技术涉及：一种制造负极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：将碳质核和沥青混合并进行第一热处理以形成复合粒子，以及将所述复合粒子和沥青混合并进行第二热处理；一种负极活性材料；一种负极；以及一种二次电池。

技术介绍

[0005]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要增加，并且作为这种趋势的一部分，使用电化学反应的发电和储电是最活跃的研究领域。
[0006]目前，使用电化学能的电化学装置的典型实例可以是二次电池，并且存在其使用领域越来越扩大的趋势。近年来，随着便携式装置如便携式计算机、移动电话和照相机的技术发展和需求的增加，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、电解质和隔膜组成。负极可以包含来自正极的锂离子在其中嵌入和脱嵌的负极活性材料，和赋予粘附力以使得负极活性材料不从负极脱嵌的粘合剂。其中，作为粘合剂，主要使用丁苯橡胶(SBR)。SBR是一种点型粘合剂，并且用于赋予负极活性材料之间和/或负极活性材料与集电器之间的粘附力(负极粘附力)。
[0007]另一方面，可以使用碳质材料如石墨作为负极活性材料。然而，由于碳质材料具有在其表面上形成的多个大孔，所以SBR和碳质材料之间的粘附面积减小，因此存在SBR的粘附赋予能力降低的限制。为了解决这个问题，存在一种方法，其在碳质材料的表面上形成包含氧等的官能团，但这降低了碳质材料的容量。
[0008]因此，本专利技术提出一种通过减少存在于碳质材料表面上的多个大孔来改善负极粘附力的新型方法。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]本专利技术的一个方面提供一种可以改善负极粘附力的制造负极活性材料的方法以及一种负极活性材料。
[0011]本专利技术的另一方面提供一种负极和一种包括所述负极活性材料的二次电池。
[0012]技术方案
[0013]根据本专利技术的一个方面，提供一种制造负极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：将碳质核和沥青混合并进行第一热处理以形成复合粒子；以及将所述复合粒子和沥青混合并进行第二热处理。
[0014]根据本专利技术的另一方面，提供一种负极活性材料，其包括碳质核和碳涂层，并且具有0.003cm3/g至0.010cm3/g的总孔体积。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供一种包含所述负极活性材料的负极。
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供一种包括负极的二次电池。
[0017]有益效果
[0018]根据本专利技术，由于具有光滑表面的碳涂层可以设置在碳质核上，因此可以减小负极活性材料的总孔体积。因此，可以增强负极活性材料和粘合剂之间的粘附力，由此改善负极粘附力和电池的寿命特性。
具体实施方式
[0019]在下文中，将更详细地描述本专利技术以能够更清晰地理解本专利技术。
[0020]应当理解，本公开和权利要求书中使用的术语或词语不应当被解释为具有通用或在词典中定义的含义，然而，应当基于专利技术人可以适当地定义术语的概念以在其最佳方法处解释本专利技术的原理，与本专利技术的技术范围一致地解释。
[0021]本文中使用的术语仅用于描述特别示例性实施方案的目的，并非意图限制本专利技术。除非上下文另外明确指出，否则单数形式术语可以包括复数形式。
[0022]还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”或“具有”指明存在陈述的特征、数量、步骤、元件或其组合，但并不排除一个或多个其它特征、数量、步骤、元件或其组合的存在或增加。
[0023]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(粒度分布的曲线图)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测量。激光衍射法能够测量从亚微米范围到几毫米范围的粒径，由此获得高再现性和高分辨率的结果。
[0024]本文中的布鲁纳
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埃米特
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泰勒(Brunauer
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Emmett
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Teller)(BET)比表面积可以通过BELSORP
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mini II设备(贝尔日本公司(Bell Japan Inc.))测量。
[0025]本文中的总孔体积可以通过使用BELSORP
‑
mini II设备(贝尔日本公司(Bell Japan Inc.))从BET图测量。
[0026]<制造负极活性材料的方法>
[0027]根据本专利技术的一个实施方案，提供一种制造负极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：将碳质核和沥青混合并进行第一热处理以形成复合粒子；以及将所述复合粒子和沥青混合并进行第二热处理。
[0028](1)形成复合粒子
[0029]形成复合粒子的步骤可以包括将碳质核和沥青混合并进行第一热处理。
[0030]所述碳质核可以具有7μm至25μm，特别是8μm至23μm，更特别是14μm至22μm的平均粒径(D50)。在满足上述范围的情况下，可以使沥青涂布期间粒子的聚集现象最小化。
[0031]所述碳质核可以包括选自天然石墨、人造石墨和中间相碳微球(MCMB)中的至少一种。
[0032]碳质核可以包括二次粒子，在所述二次粒子中碳质基体和多个天然石墨粒子彼此组装。
[0033]二次粒子可以是球形的。具体地，二次粒子中所含的多个天然石墨可以通过将片
状天然石墨改性而形成。具体地，多个天然石墨可以通过片状天然石墨的聚集而形成，并且更具体地，天然石墨可以通过片状天然石墨的卷曲而彼此结合，因此二次粒子可以具有球形或接近球形。
[0034]二次粒子可以具有0.73至0.97，特别是0.83至0.96，更特别是0.92至0.95的球形度。在满足上述范围的情况下，可以制备高密度负极，并且具有改善负极粘附力(防止负极活性材料从负极剥离的力)的效果。球形度可以通过数字图像分析方法(例如，使用设备名Morphologi4(莫尔文有限公司(Malvern Ltd.)))通过捕获3D粒子的2D图像来测量。
[0035]碳质基体可以用于保持多个天然石墨结合的状态。碳质基体可以包括无定形碳。
[0036]本专利技术的制造负极活性材料的方法还可以包括制备碳质核。碳质核的制备可以包括混合多个片状天然石墨和沥青，然后球化处理所得混合物，从而可以形成含有二次粒子的碳质核。
[0037]球化处理可以如下方式来进行，其中通过控制在设备如研磨机中的转子速度或时间来重复地折叠或组装片状天然石墨。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造负极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：将碳质核和沥青混合并进行第一热处理以形成复合粒子；以及将所述复合粒子和沥青混合并进行第二热处理。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一热处理在1,000℃至1,400℃的温度下进行。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二热处理在1,000℃至1,400℃的温度下进行。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述形成复合粒子的步骤中，所述碳质核和所述沥青的重量比是1:0.010至1:0.056。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述将所述复合粒子和沥青混合并进行第二热处理的步骤中，所述复合粒子和所述沥青的重量比是1:0.010至1:0.052。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳质核具有7μm至25μm的平均粒径(D
50
)。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳质核包含选自以下的至少一种：天然石墨、人造石墨和中间相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌周，禹相昱，金贤撤，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：