【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种负极活性材料、包含其的负极、包含其的二次电池和制备负极活性材料的方法。本申请要求于2022年10月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2022-0134148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。
技术介绍
1、近来，随着使用电池的电子装置如移动电话、笔记本电脑和电动车辆的迅速普及，对具有相对高容量的小型且重量轻的二次电池的需求正在迅速增加。特别地，锂二次电池重量轻且能量密度高，由此作为移动装置的驱动电源受到关注。因此，已经积极地为改善锂二次电池的性能进行了研究和开发的努力。
2、通常，锂二次电池包含正极、负极、设置在所述正极与所述负极之间的隔膜、电解质、有机溶剂等。此外，对于正极和负极，可以在集电器上形成包含正极活性材料和负极活性材料中的每一种的活性材料层。通常，对于正极已经使用含锂的金属氧化物如licoo2和limn2o4作为正极活性材料，并且对于负极已经使用不含锂的碳系活性材料和硅系活性材料作为负极活性材料。
3、在负极活性材料当中，与碳系活性材料相比，硅系活性材料具有高容量和优异的高速充电特性，所以硅系活性材料备受瞩目。然而，硅系活性材料由充放电引起的体积膨胀/收缩的程度大并且不可逆容量大，所以具有初始效率低的缺点。
4、另一方面，在硅系活性材料当中，硅系氧化物、具体为由siox (0<x<2)表示的硅系氧化物的优点在于，与诸如硅(si)的其它硅系活性材料相比，因充放电引起的体积膨胀/收缩的程度低。然而，硅系氧化物仍然具有
5、在这方面，已经持续进行研究从而通过将诸如li、al和mg的金属掺杂或嵌入硅系氧化物中来降低不可逆容量并改善初始效率。然而，在负极浆料包含金属掺杂的硅系氧化物作为负极活性材料的情况下，存在通过掺杂金属而形成的金属氧化物与水分反应从而提高负极浆料的ph并改变其粘度的问题，相应地，存在所制备的负极的状态变差并且负极的充放电效率降低的问题。
6、因此，需要开发一种能够改善包含硅系氧化物的负极浆料的相稳定性并改善由其制备的负极的充放电效率的负极活性材料。
7、[现有技术文献]
8、[专利文献]
9、(专利文献1) 韩国未决专利申请第10-2013-0045212号
技术实现思路
1、技术问题
2、本专利技术涉及一种负极活性材料、包含其的负极、包含其的二次电池和制备负极活性材料的方法。
3、技术方案
4、本专利技术的一个示例性实施方式提供一种负极活性材料，包含：硅系粒子，所述硅系粒子包含siox (0<x<2)和li化合物；第一碳层，所述第一碳层设置在所述硅系粒子的至少一部分表面上；第二碳层，所述第二碳层设置在所述第一碳层的至少一部分表面上；lif；以及cfa (0<a<4)。
5、本专利技术的一个示例性实施方式提供一种包含所述负极活性材料的负极。
6、本专利技术的一个示例性实施方式提供一种包含所述负极的二次电池。
7、本专利技术的一个示例性实施方式提供一种制备负极活性材料的方法，所述方法包括：形成硅系粒子，所述硅系粒子包含siox (0<x<2)和li化合物，并且具有设置在其至少一部分表面上的第一碳层；将第二碳层设置在所述第一碳层的至少一部分表面上；以及用氟等离子体对所述硅系粒子进行处理。
8、有益效果
9、根据本专利技术的一个示例性实施方式的负极活性材料包含：硅系粒子，所述硅系粒子包含siox (0<x<2)和li化合物；第一碳层，所述第一碳层设置在所述硅系粒子的至少一部分表面上；第二碳层，所述第二碳层设置在所述第一碳层的至少一部分表面上；lif；以及cfa (0<a<4)，当使用所述负极活性材料时，存在浆料的水系工序性得到改善的效果。具体地，lif几乎不溶于水，由此能够有效地钝化水系浆料中的硅系粒子，并且lif在电池运行期间充当人工sei层，从而具有改善电池使用寿命性能的效果。cfa (0<a<4)能够通过提高碳层的疏水性来抑制水系浆料中水分与负极活性材料的反应，由此能够有效地钝化粒子。
10、此外，因为所述负极活性材料包含两个碳层，所以可以通过使氟等离子体处理期间碳层的疏水性最大化来改善粒子的钝化效果。
11、因此，包含根据本专利技术的一个示例性实施方式的负极活性材料的负极和包含所述负极的二次电池具有改善电池的放电容量、初始效率、电阻性能和/或使用寿命特性的效果。
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1.一种负极活性材料，包含：
2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述负极活性材料满足以下公式A：
3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中根据通过X射线光电子能谱法对所述负极活性材料进行的表面分析，C相对于Li的原子比(C/Li比)大于10。
4.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，LiF和其中(0<a<4)的CFa设置在所述硅系粒子上。
5.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述其中(0<a<4)的CFa设置在所述第二碳层的表面上。
6.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中根据通过X射线光电子能谱法对所述负极活性材料进行的表面分析，F的含量为10原子%以上且50原子%以下。
7.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中根据通过X射线光电子能谱法对所述负极活性材料进行的表面分析，Li的含量为0.1原子%以上且小于10原子%。
8.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中根据通过X射线光电子能谱法对所述负极活性材料进行的表面分析，O的含量为15原子%以下。<...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种负极活性材料，包含：
2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述负极活性材料满足以下公式a：
3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中根据通过x射线光电子能谱法对所述负极活性材料进行的表面分析，c相对于li的原子比(c/li比)大于10。
4.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，lif和其中(0<a<4)的cfa设置在所述硅系粒子上。
5.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中，所述其中(0<a<4)的cfa设置在所述第二碳层的表面上。
6.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中根据通过x射线光电子能谱法对所述负极活性材料进行的表面分析，f的含量为10原子%以上且50原子%以下。
7.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中根据通过x射线光电子能谱法对所述负极活性材料进行的表面分析，li的含量为0.1原子%以上且小于10原子%。
8.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中根据通过x射线光电子能谱法对所述负极活性材料进行的表面分析，o的含量为15原子%以下。
9.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中根据通过x射线光电子能谱法对所述负极活性材料进行的表面分析，si的含量为7原子%以下。
【专利技术属性】
技术研发人员：吴一根，朴世美，申善英，李龙珠，
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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