用于可再充电锂电池的负极和包括其的可再充电锂电池制造技术

用于可再充电锂电池的负极包括集流体和在所述集流体上的包含负极活性物质的负极活性物质层。可再充电锂电池包括所述负极。所述负极活性物质包括具有1.1-6的平均纵横比的无定形碳，基于所述负极活性物质层的总重量，以约55.5重量%-约99.5重量%的量包括所述无定形碳。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及用于可再充电锂电池的负极和包括其的可再充电锂电池。
技术介绍
研究者正在研究可应用于用于车辆发动机的ISG(起动机-发电机一体化)系统的可再充电电池。ISG系统是将发电机和马达一体化的系统。具体地，ISG系统是发动机控制系统，其当发动机怠速运行预定(或设定)时间时使发动机停止，和当松开刹车踏板时或者当踏上油门踏板时，执行用于重启发动机的怠速停机-起动功能(Idle Stop & Go function)。在可应用于ISG系统的可再充电电池中有AGM电池，其具有与其容量相比大的体积，并且由于反复充电和放电可具有缩短的循环寿命。为了克服这些问题，已经考虑将具有小的体积和高的能量密度的可再充电锂电池用于ISG系统。为了用在ISG系统中，所述可再充电锂电池应具有高的充电和放电速率(C倍率)。因此，已经研究了具有低的自放电速率和高的充电和放电速率的可再充电锂电池。
技术实现思路
本专利技术实施方式的方面涉及具有高的循环寿命和输出特性的用于可再充电锂电池的负极。另一方面涉及包括所述负极的可再充电锂电池。根据一个实施方式，用于可再充电锂电池的负极包括集流体和在所述集流体上的负极活性物质层。所述负极活性物质层包含包括具有1.1-6的平均纵横比的无定形碳的负极活性物质。基于所述负极活性物质层的总重量，以约55.5重量%-约99.5重量%的量包括所述无定形碳。在一些实施方式中，所述无定形碳的平均纵横比在3-5的范围内。在一些实施方式中，基于所述负极活性物质层的总重量，以约70.0重量%-约95.0重量%的量包括所述无定形碳。所述无定形碳可具有在范围内的面间距d(002)。在一些实施方式中，所述无定形碳的面间距d(002)在范围内。所述无定形碳可具有在范围内的点阵常数(Lc)。在一些实施方式中，所述无定形碳的点阵常数(Lc)在范围内。所述无定形碳可具有在5μm-20μm范围内的平均粒径D(50)。在一些实施方式中，所述无定形碳的平均粒径(D(50))在7μm-15μm范围内。所述无定形碳可为软碳。所述负极活性物质层可进一步包含导电材料和粘合剂。根据一个实施方式，锂电池包括：负极，其包括集流体、在所述集流体上的负极活性物质层；正极，其包括正极活性物质；和电解质，其浸渍所述负极和所述正极。所述负极活性物质层包含包括具有1.1-6的平均纵横比的无定形碳的负极活性物质。基于所述负极活性物质层的总重量，以约55.5重量%-约99.5重量%的量包括所述无定形碳。所述正极活性物质可包括选自如下的材料：锂复合氧化物、活性炭、或其组合。所述无定形碳的平均纵横比可在3-5的范围内。基于所述负极活性物质层的总重量，可以约70.0重量%-约95.0重量%的量包括所述无定形碳。所述无定形碳可具有在范围内的面间距d(002)。所述无定形碳可具有在范围内的点阵常数(Lc)。所述无定形碳可具有在5μm-20μm范围内的平均粒径(D(50))。所述无定形碳可为软碳。所述负极活性物质层可进一步包括导电材料和粘合剂。根据本专利技术的实施方式，包括上述负极活性物质的锂电池可具有改善的循环寿命和输出特性。附图说明图1为显示根据一个实施方式的可再充电锂电池的示意图。图2为根据实施例1的负极活性物质的SEM照片。图3为根据实施例3的负极活性物质的SEM照片。图4为根据实施例5的负极活性物质的SEM照片。图5为根据对比例1的负极活性物质的SEM照片。图6为显示使用根据实施例1和对比例1的负极的可再充电锂电池单元的循环寿命特性的图。图7为显示使用根据实施例1和对比例1的负极的可再充电锂电池单元的输出特性的图。具体实施方式下文中将详细地描述本专利技术的实施方式。然而，这些实施方式是实例，并且本公开内容不限于此。根据一个实施方式，用于可再充电锂电池的负极包括集流体和形成于所述集流体上的包括负极活性物质的负极活性物质层。所述负极活性物质包括鳞状无定形碳。根据一些实施方式，所述负极活性物质在设定的范围内包括在所述负极活性物质层中，且因此，具有高的循环寿命和输出特性。特别地，所述无定形碳可具有通过宽度相对于长度的纵横比表示的鳞状。换言之，当所述鳞状的宽度通过a表示，且长度通过b表示时，宽度(a)相对于(b)之比为纵横比(a/b)。当所述纵横比(a/b)为1时，所述无定形碳具有球状。根据一个实施方式，用作所述负极活性物质的无定形碳可具有范围1.1-6(即在1.1-6范围内)的纵横比(a/b)。在一些实施方式中，所述纵横比(a/b)可在1.2-6的范围内。在另外的实施方式中，所述纵横比(a/b)可在3-5的范围内。根据一些实施方式，当所述无定形碳具有在所述范围内的纵横比(a/b)时，包括所述无定形碳的负极活性物质具有较短的电子流过其的途径，从而降低电阻。此外，由于该纵横比，可以相对较小的量包括粘合剂，并且因此，防止或降低由所述粘合剂导致的导电性的恶化。因此，所述负极具有较小的内阻，且因此，可实现具有高的循环寿命和输出特性的可再充电锂电池。除了所述负极活性物质之外，所述负极活性物质层可进一步包括导电材料和粘合剂。这里，基于所述负极活性物质层的总重量，可以在55.5-99.5重量%范围内的量包括所述负极活性物质，和在一些实施方式中，基于所述负极活性物质层的总重量，可以在70.0-95.0重量%范围内的量包括所述负极活性物质。在一些实施方式中，当使用具有上述纵横比的无定形碳作为所述负极活性物质时，所述负极保持高的导电性，并且包括所述负极的可再充电锂电池具有高的循环寿命和输出特性。所述无定形碳可具有在范围内的面间距d(002)。在一些实施方式中，所述无定形碳可具有在范围内的面间距d(002)，和在还另外的实施方式中，所述无定形碳可具有在范围内的面间距d(002)。此外，所述无定形碳可具有在范围内的点阵常数Lc。在一些实施方式中，所述无定形碳可具有在范围内的点阵常数Lc，和在还另外的实施方式中，所述无定形碳可具有在范围内的点阵常数Lc。在一些实施方式中，当所述无定形碳具有在这些范围内的面间距d(002)和点阵常数Lc时，实现具有高的循环寿命和输出特性的可再充电锂电池。所述无定形碳可具有在5-20μm范围内的平均粒径D(50)。在一些实施方式中，所述无定形碳可具有在7-15μm范围内的平均粒径D本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于可再充电锂电池的负极，包括：集流体；和在所述集流体上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包含包括具有1.1‑6的平均纵横比的无定形碳的负极活性物质，其中基于所述负极活性物质层的总重量，以55.5重量%‑99.5重量%的量包括所述无定形碳。

【技术特征摘要】
2012.11.07 US 61/723,661;2013.07.29 US 13/953,7141.用于可再充电锂电池的负极，包括：
集流体；和
在所述集流体上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包含包括具有
1.1-6的平均纵横比的无定形碳的负极活性物质，
其中基于所述负极活性物质层的总重量，以55.5重量%-99.5重量%的
量包括所述无定形碳。
2.权利要求1的负极，其中所述无定形碳的平均纵横比在3-5的范围内。
3.权利要求1的负极，其中基于所述负极活性物质层的总重量，以70.0
重量%-95.0重量%的量包括所述无定形碳。
4.权利要求1的负极，其中所述无定形碳具有在范围内
的面间距d(002)。
5.权利要求4的负极，其中所述无定形碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晸宇，金荣奇，安正佑，石田澄人，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR