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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求于2021年12月15日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请第10-2021-0180142号的优先权和权益,该申请的全部内容通过引用并入本文。本申请涉及负极组合物、包含其的用于锂二次电池的负极、以及包含该负极的锂二次电池。
技术介绍
1、由于化石燃料使用的快速增加,使用替代能源或清洁能源的需求正在增加,并且作为其一部分,正最积极研究的领域是使用电化学反应的发电和电力存储领域。
2、目前,二次电池是利用这种电化学能量的电化学装置的代表性实例,其使用范围趋于逐渐扩大。
3、随着技术发展和对移动设备的需求的增加,二次电池作为能源的需求也急剧增加。在这些二次电池中,具有高能量密度和电压、长循环寿命、和低自放电率的锂二次电池已经商业化和广泛使用。此外,正在积极地研究制造作为用于这种高容量锂二次电池的电极的具有更高每单位体积的能量密度的高密度电极的方法。
4、通常,二次电池包括正极、负极、电解质、和隔板。负极包括从正极嵌入和脱嵌锂离子的负极活性材料,并且具有高放电容量的硅基颗粒可用作负极活性材料。
5、特别地,按照近年来对高密度能量电池的需求,正在积极地研究通过使用诸如si/c和siox之类的比石墨基材料的容量高10倍的硅基化合物作为负极活性材料来增加容量的方法。然而,与通常使用的石墨相比,作为高容量材料的硅基化合物虽具有大容量,但在充电期间经历快速体积膨胀,从而断开导电路径以降低电池特性。
6、因此,为了解决将硅基化合物用作负极活性材料时出现的问题,已经讨论了如下措施:
7、特别地,正在进行基于体积膨胀的粘合剂组合物的研究,并且正在进行使用具有强应力的粘合剂聚合物以抑制在充电/放电期间经历大体积变化的负极活性材料体积膨胀的研究。然而,单单这些粘合剂聚合物在抑制负极活性材料的收缩和膨胀引起的电极厚度增加方面和所得的锂二次电池性能劣化方面具有局限性。
8、除此之外,为了解决上述问题,还进行了将交联剂引入到粘合剂聚合物中的研究。然而,该方法的问题在于:由于随着电池长期储存而浆料的粘度变化和相稳定性方面的问题,难以将上述研究应用于实际过程。
9、因此,有必要研究一种负极粘合剂,该负极粘合剂即使在使用经历大体积膨胀的负极活性材料时也能够使负极厚度变化最小化并由此改善容量保持率。
10、<引用列表>
11、(专利文献1)日本专利申请待审公开2009-080971号
技术实现思路
1、技术问题
2、作为对于可抑制活性材料在充电/放电期间的体积膨胀和收缩、将由电极膨胀引起的厚度变化最小化、并能实现优异的寿命性能的负极组合物的研究的结果,发现了:当将特定条件的氧化石墨烯与粘合剂一起使用时,可以抑制电极的体积变化并且可以提高容量保持率。
3、因此,本申请涉及负极组合物、包含该负极组合物的用于锂二次电池的负极、以及包含该负极的锂二次电池。
4、技术方案
5、本说明书的示例性实施方式提供了一种负极组合物,包括含有氧化石墨烯和一种或多种水溶性大分子聚合物的负极粘合剂;负极活性材料;和负极导电材料,其中所述氧化石墨烯具有0.3μm或更大且20μm或更小的横向尺寸(lateral size),并且其中所述氧化石墨烯具有0.5或更大且3.5或更小的碳(c)/氧(o)的比例。
6、本专利技术的另一示例性实施方式提供了一种用于锂二次电池的负极,包括负极集电器层;和在所述负极集电器层的一个表面或两个表面上形成的包含根据本申请的负极组合物的负极活性材料层。
7、本专利技术的又一示例性实施方式提供了一种锂二次电池,包括:正极;根据本申请的用于锂二次电池的负极;设置在所述正极和所述负极之间的隔板;和电解质。
8、有益效果
9、根据本专利技术的示例性实施方式的负极组合物具有以下主要特征:在负极粘合剂中包含具有0.3μm或更大且20μm或更小的颗粒尺寸(横向尺寸,lateral size)和0.5或更大且3.5或更小的碳(c)/氧(o)的比例的氧化石墨烯。
10、因此,即使当使用在充电/放电期间经历大体积膨胀的负极活性材料(特别是,硅基活性材料)时,也可以抑制体积膨胀和收缩,并且可以将由于电极膨胀(swelling)引起的厚度变化最小化,从而所得的锂二次电池具有优异的寿命性能。
11、即,根据本专利技术的示例性实施方式的负极组合物包含具有高理论容量的硅基活性材料作为负极活性材料以改善容量特性,并且通过使用根据本申请的包含特定氧化石墨烯的负极粘合剂来解决作为硅基活性材料的问题的在充电/放电期间的体积膨胀。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种负极组合物,包含:
2.根据权利要求1所述的负极组合物,
3.根据权利要求1所述的负极组合物,其中基于100重量份的所述负极组合物,所述负极粘合剂以1重量份或更大且20重量份或更小的量来包括。
4.根据权利要求1所述的负极组合物,
5.根据权利要求1所述的负极组合物,
6.根据权利要求1所述的负极组合物,
7.根据权利要求1所述的负极组合物,
8.根据权利要求1所述的负极组合物,
9.根据权利要求8所述的负极组合物,
10.根据权利要求1所述的负极组合物,
11.一种用于锂二次电池的负极,包括:
12.根据权利要求11所述的用于锂二次电池的负极,
13.根据权利要求11所述的用于锂二次电池的负极,
14.一种锂二次电池,包括:
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种负极组合物,包含:
2.根据权利要求1所述的负极组合物,
3.根据权利要求1所述的负极组合物,其中基于100重量份的所述负极组合物,所述负极粘合剂以1重量份或更大且20重量份或更小的量来包括。
4.根据权利要求1所述的负极组合物,
5.根据权利要求1所述的负极组合物,
6.根据权利要求1所述的负极组合物,
7.根据权利...
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