【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
相关申请的交叉引用本申请要求于2022年2月3日向韩国知识产权局提交的第10-2022-0014470号韩国专利申请的权益，其公开内容通过引用以其整体并入本文。本专利技术涉及一种锂二次电池，更特别地，涉及一种包含由硅构成的负极活性材料的锂二次电池。
技术介绍
1、随着电动车辆和储能系统(ess)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，因此，对可以满足各种需求的电池进行了各种研究。特别地，已经对锂二次电池作为此类装置的电源进行了积极研究，所述锂二次电池具有高能量密度和优异的寿命和循环特性。
2、通常，锂二次电池包含正极、负极、插置于所述正极和所述负极之间的隔膜、电解质、有机溶剂等。在所述正极和所述负极的相应集电器上，可以形成包含正极活性材料或负极活性材料的活性材料层。作为所述正极活性材料，通常使用诸如锂铁磷酸盐或锂镍系氧化物的含锂金属氧化物，并且作为所述负极活性材料，使用不含锂的碳系活性材料或硅系活性材料。
3、特别地，在所述负极活性材料之中，硅系活性材料具有碳系活性材料的约10倍高的容量，因此即使使用薄电极也具有实现高能量密度的优点。然而，在电池充放电期间，由于锂嵌入/脱嵌引起的晶体结构变化，所述硅系活性材料伴随有快速的体积膨胀/收缩，因此，存在粒子之间的电接触被破坏的问题，从而使锂二次电池的寿命特性下降。特别地，由于由负极高电位区域(超过0.6v的区域)中的电位的快速变化引起的体积变化，硅粒子的粉碎现象加速，这是电池寿命下降的主要原因。
4、为了解决上述问题，已经提出了一
5、因此，需要开发一种在使单电池能量密度的下降最小化的同时具有改善的寿命特性的锂二次电池。
技术实现思路
1、技术问题
2、本专利技术用于解决上述问题，本专利技术的目的是通过使用具有特定放电行为的正极，使应用了硅负极活性材料的单电池(cell)的能量密度的下降最小化，并且实现单电池的优异寿命特性。
3、技术方案
4、根据本专利技术的一个方面，提供了一种锂二次电池，包含：正极，所述正极包含正极活性材料层；和负极，所述负极包含负极活性材料层，其中所述负极活性材料层包含负极活性材料，并且所述负极活性材料由硅构成，并且在通过制造包含所述正极和锂金属电极的半电池然后以0.1c的恒定电流对所述半电池进行放电而测量的容量-电压图中，在其中电压为3.3v至3.7v的区域中出现拐点，并且在所述拐点处所述正极的容量是在充电终止电压下所述正极的容量的3％至25％。
5、有益效果
6、根据本专利技术的锂二次电池使用硅作为负极活性材料，并且使用具有满足特定条件的放电行为的正极，使得即使当应用相对低的截止电压时，也可以避免其中硅的体积快速变化的负极高电位区域(超过0.6v的区域)。结果，可以有效地解决由硅体积的过度变化引起的电池寿命特性劣化的问题，并且放电可以进行至相对低的电压，从而可以实现高的单电池能量密度。
7、此外，当使用理论效率接近100％的锂铁磷酸盐和锂镍系氧化物作为根据本专利技术的锂二次电池的正极活性材料时，根据需要，在对电池进行放电时可以使用锂铁磷酸盐的放电区域，使得可以使单电池能量密度的损失最小化。
8、此外，根据本专利技术的锂二次电池可以包含100重量份的锂镍系氧化物和5重量份至20重量份的锂铁磷酸盐作为正极活性材料。当所述锂镍系氧化物和所述锂铁磷酸盐的重量比满足上述范围时，可以提供具有期望的放电特性的正极，并且由于具有相对高反应电位的所述锂镍系氧化物比所述锂铁磷酸盐更早放电，使得在截止电压附近所述锂镍系氧化物的大部分可以放电。结果，本专利技术可以最大化地利用与所述锂铁磷酸盐相比相对昂贵的所述锂镍系氧化物的容量，因此在材料成本方面具有优势。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种锂二次电池，包含：
2.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层包含正极活性材料，并且所述正极活性材料包含锂镍系氧化物和锂铁磷酸盐，其中基于100重量份的所述锂镍系氧化物，所述锂铁磷酸盐的含量为5重量份至20重量份。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中在所述锂二次电池的截止电压下，所述负极的放电电位值为0.6V以下。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述硅的平均粒径D50为5μm至20μm。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述硅的BET比表面积为0.1m2/g至5m2/g。
6.根据权利要求2所述的锂二次电池，其中所述锂镍系氧化物是由下式1表示的化合物：
7.根据权利要求2所述的锂二次电池，其中所述锂镍系氧化物的平均粒径D50为4μm至20μm。
8.根据权利要求2所述的锂二次电池，其中所述锂铁磷酸盐是由下式2表示的化合物：
9.根据权利要求2所述的锂二次电池，其中所述锂铁磷酸盐的平均粒径D50为3μm至10μm。
10.根据权
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的能量密度为650Wh/L以上。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种锂二次电池，包含：
2.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层包含正极活性材料，并且所述正极活性材料包含锂镍系氧化物和锂铁磷酸盐，其中基于100重量份的所述锂镍系氧化物，所述锂铁磷酸盐的含量为5重量份至20重量份。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中在所述锂二次电池的截止电压下，所述负极的放电电位值为0.6v以下。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述硅的平均粒径d50为5μm至20μm。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述硅的bet比表面积为0.1m2/g至5m2/g。
6.根据权利要求2所...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。