复合材料、制造所述复合材料的方法、包括所述复合材料的负极活性物质、包括所述负极活性物质的负极、和包括其的锂二次电池，所述复合材料包括锂钛氧化物和青铜相钛氧化物。
【技术实现步骤摘要】
实施方式涉及复合材料、所述复合材料的制造方法、包括所述复合材料的负极活性物质、包括所述负极活性物质的负极、和包括其的锂二次电池。
技术介绍
可用作小型移动电子设备的电源的锂二次电池是通过使用有机电解质溶液以具有在使用碱性水溶液的电池中的放电电压的两倍或更多倍的放电电压而呈现高的能量密度的电池。使用能够嵌入和脱嵌离子的材料作为负极和正极的锂二次电池是通过在所述正极和负极之间提供有机电解质溶液或者聚合物电解质而制造的。锂二次电池通过在正极和负极处的锂离子嵌入/脱嵌期间的氧化/还原反应而产生电能。
技术实现思路
实施方式涉及 复合材料、所述复合材料的制造方法、包括所述复合材料的负极活性物质、包括所述负极活性物质的负极、以及包括其的锂二次电池。所述实施方式可通过提供包括锂钛氧化物和青铜相(bronze phase)钛氧化物的复合材料实现。所述锂钛氧化物可由下式I表示:Li4+aTi5_bMc0其中-0.2≤a≤0.2，-0.3≤b≤0.3，0≤c≤0.3且-0.3≤d≤0.3，并且M可为选自第I 6族和第8 15族的金属。M可为选自如下的金属:锂(Li)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、钙(Ca)、锶(Sr)、铬(Cr)、 凡(V)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、错(Zr)、锌(Zn)、硅(Si)、钇(Y)、银(Nb)、镓(Ga)、锡(Sn)、钥(Mo)、钨(W)、钡(Ba)、镧(La)、铈(Ce)、银(Ag)、钽(Ta)、铪(Hf)、钌(Ru)、铋(Bi)、锑(Sb)和砷(As)。所述青铜相钛氧化物可由下式2表示:Ti1+x02+y其中-0.2 ≤ X≤ 0.2 且-0.2 ≤ y ≤ 0.2。所述复合材料中锂对钛的原子比可为约0.6 约1.8。在所述复合材料中可以约0.01摩尔 约99摩尔的量包括所述锂钛氧化物，基于I摩尔的所述青铜相钛氧化物。可以约0.01摩尔 约10.0摩尔的量包括所述锂钛氧化物，基于I摩尔的所述青铜相钛氧化物。所述锂钛氧化物可为Li4Ti5012。所述青铜相钛氧化物可为Ti02。所述青铜相钛氧化物可具有选自纳米线、棒和颗粒的形状。所述锂钛氧化物的平均粒径可为约0.1 y m 约30 U m,并且所述青铜相钛氧化物的平均粒径可为约0.01 ii m 约5 y m。在所述复合材料的X射线衍射光谱中，所述青铜相钛氧化物(TiO2-B)的主峰强度对所述锂钛氧化物的主峰强度之比可为约0.03 约2。所述实施方式还可通过提供包括锂钛氧化物和青铜相钛氧化物的复合材料的制造方法实现，所述方法包括提供锂钛氧化物；提供青铜相钛氧化物；将所述锂钛氧化物和所述青铜相钛氧化物混合；和对所述混合物进行热处理。所述热处理可在约250° C 约450° C进行。所述热处理可在惰性气氛或者氧化气氛下进行。所述复合材料中可以约0.01摩尔 约99摩尔的量包括所述锂钛氧化物，基于I摩尔所述青铜相钛氧化物。提供所述青铜相钛氧化物可包括对钛酸钠进行氢离子置换反应以获得钛酸(hydrogen titanate);和在空气气氛或者氧气气氛下对所述钛酸进行热处理。所述实施方式还可通过提供包括根据实施方式的复合材料的负极活性物质实现。所述实施方式还可通过提供包括根据实施方式的负极活性物质的负极实现。所述实施方式还可通过提供包括根据实施方式的负极的锂二次电池实现。附图说明通过参照附图详细地描述示例性实施方式，特征对于本领域普通技术人员将变得明晰，其中:图1A和IB说明显示包括锂钛氧化物作为电极活性物质的锂二次电池的充电和放电特性的图；图1C说明根据实施方式的锂二次电池的结构的示意图；图1D说明显示锐钛矿相钛氧化物和青铜相钛氧化物的X射线衍射光谱的图；图2和3说明根据制备实施例1制备的锂钛氧化物的扫描电子显微镜图像；图4和5说明根据制备实施例2制备的青铜相TiO2纳米线的扫描电子显微镜图像；图6和7说明根据实施例1制备的复合材料的扫描电子显微镜图像；图8说明显示根据制造实施例1、3和5以及制造对比例I制造的硬币半电池的充电和放电特性的图；图9A说明显示根据制造实施例2、4和6以及制造对比例2制造的硬币半电池的充电和放电特性的图；图9B说明显示根据制造实施例9和10以及制造对比例3制造硬币半电池的充电和放电特性的图；图10说明显示根据制造实施例1、3和5的电池的寿命的图；图11说明显示根据制造实施例4、6和8以及制造对比例2的硬币半电池的寿命特性的图；和图12说明显示根据制造实施例9和10以及制造对比例3的硬币半电池的寿命特性的图。具体实施例方式将2011年11月11日在韩国知识产权局提交并且题为“Composite，Manufacturing Method Thereof, Negative Electrode Active MaterialIncluding The Same, Negative Electrode Including The Same, And LithiumSecondaryBattery Employing The Same” 的韩国专利申请 N0.10-2011-0117778 完全引入本文作为参考。现在将在下文中参照附图更充分地描述示例性实施方式；然而，它们可以许多不同的形式体现并且不应解释为限于本文中阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开内容全面且完整，并且将其范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中，为了说明的清楚起见，可放大层和区域的尺寸。还将理解，当一个层或元件被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上，或者还可存在中间元件。此外，还将理解，当一个元件被称为“在”两个元件“之间”时，其可为所述两个元件之间的唯一元件，或者还可存在一个或多个中间元件。相同的附图标记始终是指相同的元件。下文中，将更详细地描述复合材料、其制造方法、包括其的负极活性物质、包括其的负极和使用其的锂二次电池的示例性实施方式。根据实施方式的复合材料可包括锂钛氧化物(LTO)和青铜相钛氧化物。所述LTO可为由下式I表示的化合物。Li4+aTi5_bMc0 12-d在式I中，a、b、c和d可满足以下关系:-0.2≤a≤0.2，-0.3≤b≤0.3，0≤c≤0.3且-0.3≤d≤0.3。M可包括选自第I 6族和第8 15族金属的金属。在实施中，M可包括选自如下的一种:锂(Li)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、钙(Ca)、锶(Sr)、铬(Cr)、钒(V)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、锆(Zr)、锌(Zn)、硅(Si)、钇⑴、铌(Nb)、镓(Ga)、锡(Sn)、钥(Mo)、钨(W)、钡(Ba)、镧(La)、铈(Ce)、银(Ag)、钽(Ta)、铪(Hf)、钌(Ru)、铋(Bi)、锑(Sb)和砷(As)。由式I表示的所述化合物可具有尖晶石型结构。在实施中，由式I表示的所述化合物可为例如Li4Ti5O1215所述青铜相钛氧化物可为由下式2表示的化合物。Ti1+x02+y在式2中，X和y可满足以下关系:_() 2≤x≤0.2且-0.2≤y≤0.2。在实施中，由式2表示的所述青铜相钛氧化物可为例如Ti02。所述复合材料可为其中所述LTO和所述青铜相钛氧化物复合(complex)的材料。当通本文档来自技高网...
【技术保护点】
复合材料，包括：锂钛氧化物，和青铜相钛氧化物。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋旼相，金昤希，崔在万，崔荣敏，崔原彰，朴圭成，金圭成，金素妍，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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