【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求于2021年10月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0142042号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文中。本申请涉及一种负极组合物、包含其的锂二次电池用负极、包含所述负极的锂二次电池、以及负极组合物的制备方法。
技术介绍
1、因为化石燃料的使用迅速增加，所以对使用替代能源或清洁能源的需求正在增加，作为这一趋势的一部分，最积极研究的领域是利用电化学反应的发电和蓄电领域。
2、目前，使用这种电化学能的电化学装置的代表性实例包括二次电池，并且其使用领域越来越多。
3、随着移动装置的技术发展和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。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并被广泛使用。此外，作为用于这种高容量锂二次电池的电极，已经积极地对每单位体积的能量密度更高的高密度电极的制备方法进行了研究。
4、通常，二次电池由正极、负极、电解质和隔膜构成。负极包含用于嵌入和脱嵌来自正极的锂离子的负极活性材料，作为负极活性材料，可以使用放电容量高的硅系粒子。
5、特别地，随着近来对高密度能量电池的需求增加，已经积极地对一起使用容量为石墨系材料的容量的10倍以上高的硅系化合物如si/c或siox作为负极活性材料来增加容量的方法进行了研究，但是作为高容量材料的硅系化合物的容量比现有技术中所使用的石墨的容量更高，但是存在的问题在于，在充电过程中体积迅速膨胀而使导电路径断开，导致电池特性劣化。
6、因此，
7、因此，即使当使用硅系化合物作为活性材料以改善容量性能时，也需要对能够防止由于硅系化合物的体积膨胀而致导电路径被损坏的导电材料、以及能够使体积膨胀最小化的粘合剂进行研究，并且需要对与包围活性材料周围的导电材料和粘合剂的结合强度能够得以保持的方法进行研究。
8、<现有技术文献>
9、日本专利申请公开第2009-080971号
技术实现思路
1、技术问题
2、硅系负极具有优异的高能量密度和容量特性，但由于因充放电引起的体积膨胀的问题，所以使用寿命特性差。相应地，能够看出，当应用具有一定范围模量的负极粘合剂并且同时形成其中负极粘合剂的表面结合有负极导电材料的复合体结构时，能够解决上述问题。
3、因此，本申请涉及一种负极组合物、包含其的锂二次电池用负极、包含所述负极的锂二次电池、以及负极组合物的制备方法。
4、技术方案
5、本说明书的一个示例性实施方式提供一种负极组合物，包含：硅系活性材料；第一负极导电材料；以及负极粘合剂，其中所述负极粘合剂具有其中负极粘合剂的表面结合有所述第一负极导电材料的复合体结构，所述结合是通过自由基聚合反应的结合，所述负极粘合剂在25℃下的模量为1×103mpa以上且1×104mpa以下，并且相对于100重量份的所述负极组合物，所述硅系活性材料的存在量为60重量份以上。
6、在另一个示例性实施方式中，提供一种制备负极组合物的方法，所述方法包括：准备第一负极导电材料；通过向所述第一负极导电材料中添加热引发剂和粘合剂单体以引发自由基聚合而形成其中粘合剂的表面结合有所述第一负极导电材料的复合体结构；以及将所述复合体与硅系活性材料混合。
7、在又一个示例性实施方式中，提供一种锂二次电池用负极，包含：负极集电器层；以及形成在所述负极集电器层的一个表面或两个表面上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包含根据本申请的负极组合物。
8、最后，提供一种锂二次电池，包含：正极；根据本申请的锂二次电池用负极；设置在所述正极和所述负极之间的隔膜；以及电解质。
9、有益效果
10、在根据本专利技术的一个示例性实施方式的负极组合物的情况下，为了制造高容量电池而使用作为高容量材料的硅系活性材料时，使用具有其中负极粘合剂的表面结合有第一负极导电材料的复合体结构的材料。所述结合具有通过自由基聚合反应的结合，并且通过使用在25℃下的模量为1×103mpa以上且1×104mpa以下的负极粘合剂作为所述负极粘合剂，所述负极组合物即使在因充放电引起活性材料体积变化时，也可通过包围硅系活性材料周围的导电材料与粘合剂之间的自由基结合的结合强度得以保持来改善电极的导电性，应用所述电极的电池具有使用寿命评价的容量保持率增加的特征。
11、此外，在根据本专利技术的一个示例性实施方式的负极组合物的情况下，使用具有其中负极粘合剂的表面结合有第一负极导电材料的结构并且同时所述粘合剂在25℃下的模量为1×103mpa以上且1×104mpa以下的负极组合物，由于负极粘合剂具有一定的模量，即使在活性材料体积变化时也能够保持与活性材料和导电材料的结合强度，因此，具有能够防止电极扭曲或变形的特征。
12、另外，使用现有硅系活性材料的情况具有如下特征：由于使用了根据本专利技术的负极组合物，也能够使充放电期间的体积膨胀最小化。
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，其中所述第一负极导电材料包含选自点状导电材料和线状导电材料中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的负极组合物，其中所述第一负极包含线状导电材料，并且
4.根据权利要求1所述的负极组合物，其中所述硅系活性材料包含选自SiOx(x＝0)、SiOx(0<x<2)、SiC和Si合金中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的负极组合物，其中所述硅系活性材料包含选自SiOx(x＝0)、SiOx(0<x<2)和金属杂质中的一种以上，并且相对于100重量份的所述硅系活性材料，以70重量份以上的量包含所述SiOx(x＝0)。
6.根据权利要求1所述的负极组合物，其中所述负极粘合剂包含选自聚丙烯酸(PAA)和聚丙烯酰胺(PAM)中的一种以上。
7.一种制备负极组合物的方法，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的方法，所述方法包括：
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述通过向所述第一负极导电材料中添加热引发剂和粘合剂单
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述官能团为选自羧基(-COOH)和羟基(-OH)中的一种以上。
11.一种锂二次电池用负极，包含：
12.根据权利要求11所述的负极，其中所述负极集电器层的厚度为1μm以上且100μm以下，并且
13.一种锂二次电池，包含：
...【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，其中所述第一负极导电材料包含选自点状导电材料和线状导电材料中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的负极组合物，其中所述第一负极包含线状导电材料，并且
4.根据权利要求1所述的负极组合物，其中所述硅系活性材料包含选自siox(x＝0)、siox(0<x<2)、sic和si合金中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的负极组合物，其中所述硅系活性材料包含选自siox(x＝0)、siox(0<x<2)和金属杂质中的一种以上，并且相对于100重量份的所述硅系活性材料，以70重量份以上的量包含所述siox(x＝0)。
6.根据权利要求1所述的负极组合物，其中所述负极粘合剂包含选自聚丙烯酸(...
【专利技术属性】
技术研发人员：朴秀振，权要翰，李宰旭，姜智秀，朴寿真，孙惠彬，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：
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