【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9日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0175923号的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。本申请涉及锂二次电池。
技术介绍
1、由于化石燃料的使用的快速增加，对使用替代能源或清洁能源的需求正在增长，并且作为其一部分，研究最活跃的领域是使用电化学反应的发电和电力存储的领域。
2、目前，二次电池是利用这样的电化学能的电化学设备的代表性示例，并且其使用范围趋向于逐渐扩大。
3、随着技术发展和对移动设备需求的增加，对作为能源的二次电池的需求也急剧增加。在这样的二次电池中，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并被广泛使用。另外，作为用于这样的高容量锂二次电池的电极，正在对用于制造每单位体积具有更高能量密度的高密度电极的方法进行积极研究。
4、通常，二次电池包括正极、负极、电解质和分隔件。负极包括用于从正极嵌入锂离子并使锂离子脱嵌的负极活性材料，并且具有高放电容量的硅基颗粒可以用作负极活性材料。
5、这样的锂二次电池通常通过将锂嵌入化合物例如licoo2或limn2o4用于正极以及将非锂嵌入材料例如碳基或si基材料用于负极来制造。在充电期间，嵌入至正极的锂离子通过电解质溶液移动至负极。在放电期间，锂离子从负极移回至正极。在充电期间，从正极移动至负极的锂与电解质溶液反应，以在负极的表面上形成一种钝化膜，即固体电解质界面(sei)。sei抑制负极与电解质溶液反应所需的电子的传输，以防止电解质的分解，从
6、作为负极材料，碳基材料例如石墨在稳定性和可逆性方面优异，但是在容量方面具有限制。因此，在以高容量为目的的领域中，使用具有高理论容量的si基材料作为负极材料的尝试正在增加。
7、另一方面，作为提高锂二次电池的性能的努力，需要开发用于加速充电速率的技术。为了对锂二次电池进行快速充电，在锂离子嵌入至负极的过程期间，锂离子的移动速率必须很快。因此，正在进行电池设计，以通过将负极活性材料层形成为具有薄膜水平的厚度来减小锂的扩散距离，并且通过在负极活性材料层的表面上形成碳涂层以增加导电性而减小内阻来实现高输出。
8、然而，难以利用具有这样的薄膜负极活性材料层的负极实现高容量。另外，难以在具有高容量的负极中实现快速充电。此外，当使用硅基负极时，负极中的si含量增加以使能量密度增加，并且因此，为了降低作为正极材料的高ni正极的效率，施加过量的牺牲正极材料以与负极平衡。然而，牺牲正极材料的量的增加导致单位价格、电池单元本身中气体生成量的增加以及由此产生的稳定性的问题。
9、因此，有必要开发可以在使用高效和高容量硅基负极的同时施加的正极材料。
10、引用列表
11、(专利文献1)日本专利申请公开第2009-080971号
技术实现思路
1、技术问题
2、本申请涉及锂二次电池。
3、技术方案
4、本说明书的示例性实施例提供了一种锂二次电池，其包括：正极；负极；设置在正极与负极之间的分隔件；以及电解质，其中，正极包括正极集流器和正极活性材料层，其中，负极包括负极集流器和负极活性材料层，其中，正极活性材料层包括正极组合物，该正极组合物包括正极活性材料和正极导电材料，该正极活性材料包括单颗粒正极材料和由lia1niob1(0<a1<7，0<b1<15)表示的牺牲正极材料，其中，单颗粒正极材料包括选自由镍、钴、锰和铝组成的组中的一种或更多种，并且包含除锂之外的所有金属中的80mol％以上的镍，其中，基于100重量份的正极活性材料，以0.1重量份以上且5重量份以下的量包含牺牲正极材料，并且其中，负极活性材料层包括负极活性材料，该负极活性材料包括选自由siox(0<x<2)和碳基材料组成的组中的一种或更多种。
5、有益效果
6、为了提高规定的锂二次电池的容量/倍率性能，应当将ni含量增加的材料用于正极，并且应当将si含量增加的材料用于负极。因此，牺牲正极材料必然需要包括在正极中。然而，由于相对低的热稳定性，施加至正极的牺牲正极材料导致电池中气体量的增加和稳定性的降低的问题。
7、在根据本专利技术的一个实施例的锂二次电池中，当将作为高容量材料的硅基活性材料用于负极以制造高容量电池时，改变了正极活性材料层的组成，其能够使用于面向负极的正极的牺牲正极材料的量最小化。因此，可以抑制单价的增加，并且可以防止电池中气体量的增加和热稳定性的降低。
8、特别地，取决于锂二次电池的正极中包括的牺牲正极材料的含量，在高温环境下生成的气体量存在差异。在使用现有二次颗粒正极材料的情况下，不可避免地使用过量的牺牲正极材料。然而，在本申请的锂二次电池中，单颗粒正极材料用于正极。因此，在对电极进行辊压期间，颗粒破裂相对小于现有的二次颗粒，以防止高温下的副反应，从而使所使用的牺牲正极材料的含量最小化。
9、也就是说，根据本申请的一个实施例的锂二次电池，为了满足高容量和高效率的规格，包括高含量的镍(ni)作为正极材料，并且包括si基负极材料作为负极材料。此外，适当地改变正极中所包括的正极组合物的成分和含量，以减少气体生成量并且提高稳定性。
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1.一种锂二次电池，包括：
2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述单颗粒正极材料是镍-钴-锰(NCM)氧化物或镍-钴-锰-铝(NCMA)氧化物，并且
3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述单颗粒正极材料的平均粒径(D50)是1μm以上且10μm以下。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，基于100重量份的所述负极活性材料，以1重量份以上且50重量份以下的量包含所述SiOx(0<x<2)，并且以50重量份以上且99重量份以下的量包含所述碳基材料。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述负极活性材料层包括负极导电材料和负极粘合剂。
6.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述正极导电材料包括单壁碳纳米管(SWCNT)或多壁碳纳米管(MWCNT)，并且
7.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述正极活性材料还包括二次颗粒正极材料，并且
8.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述牺牲正极材料和所述SiOx(0<x<2)满足1∶3至1∶8的重量
9.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述负极活性材料包括Mg化合物相或Li化合物相。
10.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述正极的初始效率低于所述负极的初始效率，并且
11.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述锂二次电池在200次循环的0.5V过放电条件下具有70％以上的容量保持率。
12.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，正极集流器层和负极集流器层的厚度各自为1μm以上且100μm以下，并且
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种锂二次电池，包括：
2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述单颗粒正极材料是镍-钴-锰(ncm)氧化物或镍-钴-锰-铝(ncma)氧化物，并且
3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述单颗粒正极材料的平均粒径(d50)是1μm以上且10μm以下。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，基于100重量份的所述负极活性材料，以1重量份以上且50重量份以下的量包含所述siox(0<x<2)，并且以50重量份以上且99重量份以下的量包含所述碳基材料。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述负极活性材料层包括负极导电材料和负极粘合剂。
6.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述正极导电材料包括单壁碳纳米管(swcnt)或多壁碳纳米管(mwcn...
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