二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术的实施方案涉及二次电池及其制造方法，所述二次电池包含预掺杂锂的硅基负活性材料。二次电池不仅可以实现安全性，而且还可以提高能量密度、循环特性和速率特性，并且特别地，可以显著提高初始放电容量和容量保持。可以显著提高初始放电容量和容量保持。可以显著提高初始放电容量和容量保持。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池及其制造方法


[0001]本专利技术涉及二次电池及其制造方法，所述二次电池包括负电极，所述负电极预掺杂有锂并包含硅基负电极活性材料。

技术介绍

[0002]近年来，由于随着信息产业和通信产业的发展，电子设备变得更小、更轻、更薄和更便携，因此对用作这些电子设备的电源的电池的高能量密度的需求正在增加。锂二次电池是最能满足该需求的电池，并且正在积极进行使用锂二次电池的小型电池的研究及其在大型电子设备(例如，汽车和储能系统)中的应用。
[0003]锂二次电池主要使用含锂过渡金属氧化物(例如LiCoO2和LiMn2O4)作为正电极，并使用碳基材料(例如石墨)作为负电极。然而，近年来，特别是为了实现高容量锂二次电池，活性材料充电率的过度改进、隔膜的轻薄化或者通过减小作为隔膜的组成材料的薄膜厚度的方法而使充电电压高电压化会产生不利地影响锂二次电池的安全性的问题。
[0004]因此，能够获得高能量密度同时实现二次电池的可靠性和安全性的新型材料(例如，合金负电极活性材料，例如硅或锡及其氧化物)作为下一代高容量材料正受到关注。氧化物基合金负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二次电池，所述二次电池包含正电极、负电极和电解质，其中所述正电极包含金属氧化物活性材料，所述负电极包含硅基负电极活性材料，并且所述负电极预掺杂有对应于负电极的初始不可逆容量的量的锂。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，金属氧化物活性材料包含具有尖晶石结构的氧化物，所述氧化物包括钴酸锂、锰酸锂或其混合物。3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，硅基负电极活性材料包含选自硅细颗粒、由SiO
x
(0.3≤x≤1.6)表示的化合物、二氧化硅、含有镁、钙、铝或其组合的硅酸盐的至少一种。4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，含有镁的硅酸盐包括MgSiO3晶体、Mg2SiO4晶体或其混合物。5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，硅基负电极活性材料包含碳层，所述碳层在其表面上包含碳薄膜。6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，基于负电极活性材料的总重量，碳层包含2重量％至10重量％的量的碳。7.根据权利要求5所述的二次电池，其中，碳层包括选自碳纳米纤维、石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的至少一种。8.根据权利要求5所述的二次电池，其中，负电极活性材料的颗粒分布中的累积50％平均颗粒直径(D
50
)为0.5μm至15μm。9.根据权利要求1所述的二次电池，所述二次电池满足以下关系式1，其中，用于锂掺杂的锂金属板具有10μm至30μm的厚度和0.3g/cm3至0.8g/cm3的密度，[关系式1]0.5<{TA
×
DA
×
CA0(100
‑
ICE)/100}/CLt
×
(CLa/CLt)}
×
TL
×
DL<TL<{TA
×
DA
×
CA0(100
‑
ICE)/100}/CLt
×
(CLa/CLt)
×
DL在关系式1中，TA：负电极的厚度(μm)DA：负电极的密度(g/cm3)ICE：初始效率(％)CA0：负电极的第一充电容量(mAh/g)CLt：锂的理论容量(3,600mAh/g)CLa：锂的实际容量(mAh/g)TL：锂金属板的厚度(μm)DL：锂金属板的密度(0.53g/cm3)。10.一种制造根据权利要求1所述的二次电池的方法，所述方法包括：(1
‑
1)将包含硅基负电极活性材料的负电极活性材料组合物施加到负电极集电器上，以制备负电极；(1
‑
2)在负电极和锂金属板之间插入隔膜，以制备电池；(1
‑
3)对步骤(1
‑
2)中获得的电池进行电化学活化，以使用锂对负电极进行预掺杂；以及(1

【专利技术属性】
技术研发人员：林贤喜，吴性旻，林钟赞，
申请(专利权)人：大洲电子材料株式会社，
类型：发明
国别省市：