二次电池用负极及包括其的二次电池制造技术

本发明专利技术提供了一种二次电池用负极，其包括负极集流体和形成于所述负极集流体上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括硅基活性物质和包括单壁碳纳米管的导电物质，其中所述单壁碳纳米管的拉曼R值(D带峰值强度(Id)/G带峰值强度(Ig))为0.01至0.1。峰值强度(Ig))为0.01至0.1。

【技术实现步骤摘要】
二次电池用负极及包括其的二次电池


[0001]本专利技术涉及二次电池用负极和包括该负极的二次电池，更具体地，涉及包括硅基负极活性物质的二次电池用负极和包括该负极的二次电池。

技术介绍

[0002]二次电池是可重复充电和放电的电池。随着信息通信和显示行业的发展，二次电池被广泛应用于便携式电子通信设备，例如便携式摄像机、移动电话和笔记本电脑。二次电池的实例可以包括锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等。其中，锂二次电池的工作电压和每单位重量的能量密度较高，并且在充电速度和重量轻方面是有益的。就这一点而言，已经积极开发了锂二次电池并将其用作电源。
[0003]锂二次电池可以包括电极组件，该电极组件包括正极、负极和隔膜(separator)；以及浸没该电极组件的电解液。锂二次电池可以进一步包括例如软包(pouch)形状的外壳，电极组件和电解液容纳在该外壳中。
[0004]近来，随着锂二次电池的应用领域已经从小型电子设备扩展到例如混合动力汽车的大型设备，因此通过现有的锂二次电池可能无法实现足够的容量特性和输出特性。
[0005]例如，在仅由电池驱动的电动汽车(EV)的情况下，由于大的功耗率和耗电量，现有的二次电池在确保足够的驱动时间方面存在限制。
[0006]因此，需要开发能够确保高倍率特性和高容量特性的锂二次电池。
[0007]例如，韩国特许公开专利第2017
‑
0099748号公开了一种用于锂二次电池的电极组件和包括该电极组件的锂二次电池，但是在确保足够的高倍率特性和高容量特性方面存在限制。
[0008][现有技术文献][0009][专利文献][0010]韩国特许公开专利第10
‑
2017
‑
0099748号

技术实现思路

[0011]本专利技术的一个目的是提供一种具有稳定的电特性的二次电池用负极。
[0012]本专利技术的另一个目的是提供一种包括具有稳定的电特性的负极的二次电池。
[0013]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种二次电池用负极，其包括：负极集流体；以及形成于负极集流体上的负极活性物质层，该负极活性物质层包括硅基活性物质以及包括单壁碳纳米管的导电物质，其中单壁碳纳米管的拉曼R值(D带峰值强度(Id)/G带峰值强度(Ig))为0.01至0.1。
[0014]在示例性实施方案中，基于负极活性物质层的总重量，硅基活性物质的含量可以为5重量％以上。
[0015]在示例性实施方案中，基于负极活性物质层的总重量，单壁碳纳米管的含量可以为0.02重量％至0.2重量％。
[0016]在示例性实施方案中，单壁碳纳米管的长度可以为5μm以上。
[0017]在示例性实施方案中，单壁碳纳米管的直径可以为1.2nm至2nm。
[0018]在示例性实施方案中，负极活性物质层可以包括：形成于负极集流体上的第一负极活性物质层，所述第一负极活性物质层包括第一硅基活性物质以及包括单壁碳纳米管的第一导电物质；以及形成于第一负极活性物质层上的第二负极活性物质层，所述第二负极活性物质层包括第二硅基活性物质以及包括多壁碳纳米管的第二导电物质。
[0019]在示例性实施方案中，基于第一负极活性物质层的总重量的第一硅基活性物质的含量可以大于基于第二负极活性物质层的总重量的第二硅基活性物质的含量。
[0020]在示例性实施方案中，基于第一负极活性物质层的总重量，第一硅基活性物质的含量可以是5重量％以上，并且基于第二负极活性物质层的总重量，第二硅基活性物质的含量可以小于5重量％。
[0021]在示例性实施方案中，基于第一负极活性物质层的总重量，单壁碳纳米管的含量可以为0.02重量％至0.2重量％，而基于第二负极活性物质层的总重量，多壁碳纳米管的含量可以为0.2重量％至0.5重量％。
[0022]根据本专利技术的另一方面，提供了一种二次电池，其包括：二次电池用负极；正极；以及设置在负极和正极之间的隔膜。
[0023]根据本专利技术的一个实施方案，负极活性物质层可以包括硅基活性物质和拉曼R值在特定范围内的单壁碳纳米管。在这种情况下，如果由于包含硅基活性物质而在对电池进行充电和放电期间，因负极的膨胀而在负极中发生了电短路，则单壁碳纳米管可以使由于电短路引起的电阻增加最小化。因此，可以通过有效防止由于电阻增加导致的热量产生而提高二次电池的寿命特性。
[0024]根据本专利技术的一个实施方案，负极可以包括含有单壁碳纳米管的第一负极活性物质层和含有多壁碳纳米管的第二负极活性物质层。在这种情况下，含有单壁碳纳米管的第一负极活性物质层可以有效地防止负极电阻的增加，并且含有多壁碳纳米管的第二负极活性物质层可以降低界面电阻(interface resistance)。从而，可以进一步提高二次电池的电化学安全性。
附图说明
[0025]根据以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本专利技术的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
[0026]图1为示出根据本专利技术的一个实施方案的二次电池的示意性剖视图；
[0027]图2为示出根据本专利技术的另一个实施方案的二次电池用负极的示意性剖视图。
具体实施方式
[0028]在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的示例性实施方案。然而，这些实施方案仅仅是实例，并且本专利技术不限于作为实例描述的特定实施方案。
[0029]图1是示出根据本专利技术的一个实施方案的二次电池的示意性剖视图，图2是示出根据本专利技术的另一个实施方案的二次电池用负极的示意性剖视图。
[0030]参照图1，锂二次电池10可以包括电极组件150和容纳该电极组件150的外壳160。
[0031]电极组件150可以包括正极100、负极130和介于正极100和负极130之间的隔膜140。
[0032]正极100可以包括正极集流体105和设置在正极集流体105的至少一个表面上并包括正极活性物质的正极活性物质层110。
[0033]正极活性物质可以包括能够使锂离子可逆地嵌入和脱嵌的化合物。
[0034]在一个实施方案中，正极活性物质层110可以形成在正极集流体105的两个表面(例如，上表面和下表面)上。例如，正极活性物质层110可以分别被涂覆在正极集流体105的上表面和下表面上，并且可以被直接涂覆在正极集流体105的表面上。
[0035]可以通过用正极浆料涂覆正极集流体105，随后对其进行干燥和辊压(或压制)来制备正极100。可以通过在溶剂中将正极活性物质与粘合剂、导电物质和/或分散剂混合，然后对它们进行搅拌来制备正极浆料。
[0036]正极集流体105可以包括在二次电池10的充电/放电电压范围内没有反应性并且有利于电极活性物质的涂布和粘附的金属物质。例如，正极集流体105可以包括不锈钢、镍、铝、钛、铜、锌或它们的合金，并且优选包括铝或铝合金。
[0037]正极活性物质层110可以包括锂金属氧化物作为正极活性物质。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池用负极，其包括：负极集流体；和形成于所述负极集流体上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括硅基活性物质以及包括单壁碳纳米管的导电物质，其中所述单壁碳纳米管的拉曼R值(D带峰值强度(Id)/G带峰值强度(Ig))为0.01至0.1。2.根据权利要求1所述的二次电池用负极，其中基于所述负极活性物质层的总重量，所述硅基活性物质的含量为5重量％以上。3.根据权利要求1所述的二次电池用负极，其中基于所述负极活性物质层的总重量，所述单壁碳纳米管的含量为0.02重量％至0.2重量％。4.根据权利要求1所述的二次电池用负极，其中所述单壁碳纳米管的长度为5μm以上。5.根据权利要求1所述的二次电池用负极，其中所述单壁碳纳米管的直径为1.2nm至2nm。6.根据权利要求1所述的二次电池用负极，其中所述负极活性物质层包括：形成于所述负极集流体上的第一负极活性物质层，所述第一负极活性物质层包括第一硅基活性物质以及包括所述单壁碳纳米管的第一导电物质；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：裵芝希，金在蓝，金正焕，闵载鈗，裵相元，李明鲁，李容锡，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：