制造二次电池用负极活性材料的方法、二次电池用负极和包含其的锂二次电池技术

本发明专利技术涉及一种二次电池用负极，所述二次电池用负极包含：负极集电器；和负极活性材料层，所述负极活性材料层形成在所述负极集电器上并且包含二次电池用负极活性材料，其中所述二次电池用负极活性材料包含天然石墨，并且具有0.58至1的球形度、1.08g/cc至1.32g/cc的振实密度，并且D

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造二次电池用负极活性材料的方法、二次电池用负极和包含其的锂二次电池


[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求于2019年1月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10
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2019
‑
0006690的优先权权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]

[0004]本专利技术涉及制造二次电池用负极活性材料的方法、二次电池用负极和包含其的锂二次电池。

技术介绍

[0005]随着能源价格由于化石燃料的枯竭而上升、以及对环境污染的关注大大增加，环境友好的替代能源成为未来生活的重要因素。
[0006]特别地，随着对移动装置的技术开发和需求增加，对作为环境友好的替代能源的二次电池的需求迅速增加。
[0007]在二次电池中，最初使用锂金属作为负极，但随着由于枝晶形成而造成的电池短路和由此引起的爆炸风险成为问题，开启了使得锂离子能够嵌入和脱嵌并保持结构和电性质的碳类活性材料的使用。
[0008]作为碳类活性材料，已经应用了各种形式的碳类材料，如人造石墨、天然石墨和硬碳，其中最广泛使用的是由于优异的可逆性而可以确保锂二次电池的寿命特性的石墨类活性材料。由于石墨类活性材料相对于锂具有
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0.2V的低放电电压，因此使用石墨类活性材料的电池可以表现出3.6V的高放电电压，由此，在锂电池的能量密度方面提供了许多优点。
[0009]其中，特别地，相对于其它碳类活性材料，天然石墨表现出高输出和容量特性，但在电极压延期间天然石墨由于低机械强度而受到机械应力，由此，与电解液的副反应变强，且寿命特性可能劣化。
[0010]因此，目前需要开发一种天然石墨，其可以使电极压延期间的机械应力最小化，以防止发生与电解液的副反应和溶胀现象，并且改善寿命特性。
[0011]日本专利登记号4403327公开了用于锂离子二次电池用负极的石墨粉，但是没有提出上述问题的替代方案。
[0012][现有技术文献][0013][专利文献][0014]日本专利登记号4403327

技术实现思路

[0015]【技术问题】
[0016]本专利技术的一方面提供一种二次电池用负极，其可以改善负极的输出性能并防止与电解液的副反应和溶胀现象，从而具有优异的寿命特性。
[0017]本专利技术的另一方面提供一种包含上述二次电池用负极的锂二次电池。
[0018]本专利技术的又一方面提供一种制造二次电池用负极活性材料的方法，所述方法能够制造出具有相对均匀的粒度分布的负极活性材料、能够改善负极的输出性能、能够防止与电解液的副反应以及溶胀现象从而改善寿命特性。
[0019]【技术方案】
[0020]根据本专利技术的一个示例性实施方式，二次电池用负极包含：负极集电器；和负极活性材料层，所述负极活性材料层形成在所述负极集电器上并且包含二次电池用负极活性材料，其中所述二次电池用负极活性材料包含天然石墨，并且具有0.58至1的球形度、1.08g/cc至1.32g/cc的振实密度，并且D
最大
‑
D
最小
为16μm至19μm，其中D
最大
‑
D
最小
为粒度分布中的最大粒径D
最大
与最小粒径D
最小
之差。
[0021]根据本专利技术的另一示例性实施方式，锂二次电池包含：上述二次电池用负极；面向所述二次电池用负极的正极；插置在所述二次电池用负极和所述正极之间的隔膜；和电解质。
[0022]根据本专利技术的又一示例性实施方式，制造二次电池用负极活性材料的方法包括：调节鳞片状天然石墨原料的粒度分布；将所述粒度分布经调节的鳞片状天然石墨原料粒化；和调节所述粒化天然石墨的粒度分布，其中所述负极活性材料包含天然石墨，并且具有0.58至1的球形度、1.08g/cc至1.32g/cc的振实密度，并且D
最大
‑
D
最小
为16μm至19μm，其中D
最大
‑
D
最小
为粒度分布中的最大粒径D
最大
与最小粒径D
最小
之差。
[0023]【有益效果】
[0024]本专利技术的二次电池用负极包含二次电池用负极活性材料，所述二次电池用负极活性材料包含天然石墨并且具有在特定范围内的球形度、振实密度和D
最大
‑
D
最小
值。因此，所述负极可以具有较高的密度，从而可以改善输出性能，同时，可以使电极压延期间负极活性材料经受的机械应力最小化，并且可以使与电解液的反应面积最小化，从而可以防止气体产生和溶胀现象发生，由此，可以预期优异的寿命性能。
具体实施方式
[0025]在本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应被解释为常见含义或词典含义，而应基于专利技术人能够适当地定义术语的概念以便以最佳方式描述他们自己的专利技术的原理而被解释为符合本专利技术的技术思想的含义和概念。
[0026]本说明书中使用的术语仅用于描述示例性实施方式，而不限制本专利技术。除非上下文另外指示，否则单数形式旨在包括复数形式。
[0027]应当理解的是，本说明书中使用的术语“包含”、“提供”或“具有”指明所实施的特征、数量、步骤、构成要素或其组合的存在，但并不排除一个或多个其它特征、数量、步骤、构成要素或其组合的存在或增加的可能性。
[0028]在本说明书中，平均粒径(D
50
)可以定义为对应于粒子的粒度分布曲线中累积体积的50％的粒径。平均粒径(D
50
)可以使用例如激光衍射法测量。通过激光衍射法，可以测量大致从亚微米范围到几毫米的粒径，并且可以获得高再现性和高分辨率的结果。
[0029]在下文中，将详细地描述本专利技术。
[0030]<二次电池用负极>
[0031]本专利技术涉及二次电池用负极，并且特别涉及锂二次电池用负极。
[0032]具体地，本专利技术涉及二次电池用负极，包含：负极集电器；和负极活性材料层，所述负极活性材料层形成在所述负极集电器上并且包含二次电池用负极活性材料，其中所述二次电池用负极活性材料包含天然石墨，并且具有0.58至1的球形度、1.08g/cc至1.32g/cc的振实密度，并且D
最大
‑
D
最小
为16μm至19μm，其中D
最大
‑
D
最小
为粒度分布中的最大粒径D
最大
与最小粒径D
最小
之差。
[0033]所述负极集电器不受特别限制，只要其具有高导电性，而不会引起锂二次电池的化学变化即可。例如，作为所述负极集电器，可以使用铜，不锈钢，铝，镍，钛，烧制碳，表面用碳、镍、钛、银等处理过的铜或不锈钢，铝
‑
镉合金等。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二次电池用负极，包含：负极集电器；和负极活性材料层，形成在所述负极集电器上并且包含二次电池用负极活性材料，其中所述二次电池用负极活性材料包含天然石墨，并且具有0.58至1的球形度、1.08g/cc至1.32g/cc的振实密度，并且D
最大
‑
D
最小
为16μm至19μm，其中D
最大
‑
D
最小
为粒度分布中的最大粒径D
最大
与最小粒径D
最小
之差。2.根据权利要求1所述的二次电池用负极，其中所述二次电池用负极活性材料具有8μm至16μm的平均粒径(D
50
)。3.根据权利要求1所述的二次电池用负极，其中所述二次电池用负极活性材料具有0.76至1的球形度。4.根据权利要求1所述的二次电池用负极，其中所述二次电池用负极活性材料具有1.16g/cc至1.24g/cc的振实密度。5.根据权利要求1所述的二次电池用负极，其中，在所述二次电池用负极活性材料的粒度分布中，D
最大
‑
D
最小
为17μm至18.5μm，其中D
最大
‑
D
最小
为最大粒径D
最大
与最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔希源，金帝映，禹相昱，朴丽霖，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：