【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求于2022年2月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2022-0018119号的优先权和权益，所述专利申请的全部内容通过引用并入本文中。本申请涉及一种锂二次电池用负极和包含负极的锂二次电池。
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，并且作为这一趋势的一部分，研究最活跃的领域是使用电化学反应的发电和蓄电领域。
2、目前，二次电池是利用这种电化学能的电化学装置的代表性实例，并且其使用范围趋向于逐渐扩大。
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造方法进行了研究。
4、通常，二次电池包含正极、负极、电解质和隔膜。负极包含用于从正极嵌入和脱嵌锂离子的负极活性材料，并且作为负极活性材料，可以使用具有高放电容量的硅系粒子。
5、特别地，随着近年来对高密度能量电池的需求增加，一直在积极地对通过一起使用容量是石墨系材料的容量的10倍高的硅系化合物如si/c和siox作为负极活性材料来提高容量的方法进行研究。然而，与通常使用的石墨相比，作为高容量材料的硅系化合物具有大容量但在充电期间经历急剧的体积膨胀，从而使导电路径断开以使电池特性降低。
6、因此，为了解决当将硅系化合物用作负极活性材料时发生的问题
7、特别地，最近的研究表明，为了防止导电路径断开，应当使用大量的负极导电材料和负极粘合剂。在硅系负极的情况下，与现有石墨电极不同，使用水系聚合物粘合剂作为粘合剂。结果，在负极的制造工序中，经常出现负极卷曲的现象，导致在所述工序中出现诸如负极破裂和划伤的问题。
8、卷曲是在将负极浆料涂覆在负极集电器层的涂覆区域上、然后在干燥期间将浆料中的所有水分干燥之后发生的现象，并且是指在干燥后产生使水系聚合物粘合剂由于温度而恢复到原始结构的应力、由此负极集电器层的未涂覆区域弯曲的现象。
9、为了解决上述问题，仅需降低水系聚合物粘合剂的含量。然而，在这种情况下，不能控制硅系活性材料本身的体积膨胀和收缩，因此，负极的性能反而劣化。即，负极中所包含的组合物可能对负极的卷曲产生影响，但是所述组合物与负极的性能相关，因此，不能在特定范围之外进行调节。
10、因此，需要研究一种在用于使容量特性最大化的硅系负极的制造工序中能够使负极的组成和含量的变化最小化并防止负极卷曲的方法。
11、引用文献列表
12、(专利文献1)日本公开特许公报第2009-080971号
技术实现思路
1、[技术问题]
2、硅系负极需要高度刚性的水系粘合剂用于控制随充放电引起的体积膨胀，因此，与碳系负极不同，在负极的制造工序中发生卷曲。作为解决卷曲的研究结果，已经发现，能够根据用于形成负极活性材料层的负极的负载量、以及负极活性材料层组合物中所包含的粘合剂的含量、负极集电器的厚度和负极集电器的未涂覆区域的长度值来控制卷曲。
3、因此，本申请涉及一种锂二次电池用负极和包含负极的锂二次电池，所述负极满足能够解决上述问题的特定的公式1的范围。
4、[技术方案]
5、本说明书的一个示例性实施方式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，其中所述负极集电器层包含在其上设置有所述负极活性材料层的负极涂覆区域和在其上未设置所述负极活性材料层的负极未涂覆区域，其中所述负极活性材料层含有由负极浆料制备的负极活性材料层组合物，其中所述负极活性材料层组合物包含硅系活性材料、负极导电材料和负极粘合剂，并且其中所述锂二次电池用负极满足如下公式1。
6、[公式1]
7、10≤(a1×a2)/(b1×b2/100)
8、在公式1中，a1是所述负极未涂覆区域的长度(mm)，a2是所述负极集电器层的厚度(μm)，
9、b1是所述负极浆料的重量负载量(mg/25cm2)，并且b2是相对于100重量份的所述负极活性材料层组合物时所述负极粘合剂的重量份。
10、另一个示例性实施方式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；设置在所述正极与所述负极之间的隔膜；以及电解质。
11、[有益效果]
12、根据本申请的锂二次电池用负极包含硅系活性材料、以及用于防止随充放电引起的体积膨胀的高度刚性水系粘合剂。此时，根据本申请的锂二次电池用负极满足作为特定卷曲参数的公式1。即，为了解决卷曲(包含硅系活性材料的负极的制造工序中的问题)，制造了满足公式1的参数的负极，因此所述负极具有能够仅控制卷曲而不使现有负极本身的性能劣化的特性。
13、根据本申请的公式1根据四种控制因素而变化，通过改变硅系负极的制造工序而不是大幅改变所述硅系负极的组成和含量而表现出所述硅系负极的优点，能够防止作为现有问题的卷曲。
14、即，根据本申请的锂二次电池用负极能够通过使用高度刚性的水系粘合剂来控制(作为因使用所述硅系活性材料而引起的问题的)随充放电引起的体积膨胀和收缩，并且进一步满足公式1以控制卷曲。因此，可以确保作为所述硅系负极的优点的高容量和高输出的特性，同时控制性能劣化或缺陷的负极。
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1.一种锂二次电池用负极，包含：
2.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中所述硅系活性材料包含选自SiOx(x＝0)、SiOx(0<x<2)、SiC和Si合金中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中所述硅系活性材料包含选自SiOx(x＝0)和SiOx(0<x<2)中的一种或多种，并且以相对于100重量份的所述硅系活性材料为70重量份以上的量包含所述SiOx(x＝0)。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中相对于100重量份的所述负极活性材料层组合物，所述硅系活性材料的含量为60重量份以上。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中相对于100重量份的所述负极活性材料层组合物，所述负极导电材料的含量为5重量份以上且40重量份以下。
6.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中所述负极导电材料包含面状导电材料和线状导电材料。
7.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中所述负极粘合剂包含水系粘合剂，并且
8.根据权利要求1所述的
9.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中所述负极浆料的重量负载量(B1)为80mg/25cm2以上且160mg/25cm2以下。
10.一种锂二次电池，包含：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种锂二次电池用负极，包含：
2.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中所述硅系活性材料包含选自siox(x＝0)、siox(0<x<2)、sic和si合金中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中所述硅系活性材料包含选自siox(x＝0)和siox(0<x<2)中的一种或多种，并且以相对于100重量份的所述硅系活性材料为70重量份以上的量包含所述siox(x＝0)。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中相对于100重量份的所述负极活性材料层组合物，所述硅系活性材料的含量为60重量份以上。
5.根据权利要求1所述的锂二...
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