负极和包含所述负极的二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种快速充电性能和寿命特性优异的负极以及包含所述负极的二次电池，并且涉及一种包含集电器和形成在所述集电器上的负极活性材料层的负极，其中所述负极活性材料层包含负极活性材料，所述负极活性材料包含由通过多个一次粒子聚集而形成的二次粒子构成的未包覆人造石墨粒子，所述一次粒子的平均粒径(D

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负极和包含所述负极的二次电池


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年7月7日提交的韩国专利申请第10
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2020
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0083506号的优先权和权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]

[0004]本专利技术涉及一种快速充电性能和寿命特性优异的负极(negative electrode)以及包含所述负极的二次电池，具体来说，涉及一种包含负极活性材料的负极，所述负极活性材料包含由通过多个一次粒子聚集而形成的二次粒子组成的未包覆人造石墨粒子；以及包含所述负极的二次电池。

技术介绍

[0005]随着化石燃料使用的急剧增加，对使用替代能量或清洁能量的需求不断增加，已经最积极地研究了利用电化学反应的发电和蓄电领域以满足日益增长的需求。
[0006]使用电化学能的电化学装置的代表性实例包括二次电池，其应用领域正在逐渐扩大。近来，随着对诸如便携式计算机、移动电话、照相机等便携式装置的技术开发和需求增加，对作为能源的二次电池的需求急剧增加。此外，为了改进二次电池的使用便利性，需要缩短充电时间，因此需要优异的快速充电性能。
[0007]二次电池通常由正极(positive electrode)、负极、电解质和隔膜组成。负极包含使得从正极释放的锂离子能够嵌入和脱嵌的负极活性材料。
[0008]作为负极活性材料，通常使用石墨类活性材料，例如天然石墨、人造石墨等。以往使用的天然石墨的优点在于廉价且具有优异的成本效益，但由于其结构不规则，在应用于电池时存在诸如发生因电解液的渗透或分解而引起的不可逆反应的问题。另外，以往使用的人造石墨的优点在于它表现出了优异的初期充电/放电效率，但存在显示的放电容量比天然石墨低的问题。
[0009]为了解决上述问题，以往使用了通过混合典型的天然石墨和人造石墨制成的负极活性材料、在典型的天然石墨或人造石墨上形成无定形碳涂层的负极活性材料等。然而，在这种情况下不能顺利地辊压电极，这使得不可能降低电极的厚度和单电池(cell)的厚度，从而降低了能量密度。
[0010]因此，需要一种包含如下负极材料的负极，所述负极材料能够实现具有高能量密度且在快速充电性能和寿命特性方面优异的二次电池的。
[0011][相关技术文献][0012][专利文献][0013]日本专利公开号2019
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179687

技术实现思路

[0014]技术问题
[0015]本专利技术涉及提供一种具有高能量密度、优异的快速充电性能和优异的寿命特性的负极，以及包含所述负极的二次电池。
[0016]技术方案
[0017]本专利技术的一个方面提供了一种负极，所述负极包含集电器和形成在所述集电器上的负极活性材料层，其中所述负极活性材料层包含负极活性材料，所述负极活性材料包含由通过多个一次粒子聚集而形成的二次粒子组成的未包覆人造石墨粒子，所述一次粒子的平均粒径(D
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)为7μm至10μm，所述二次粒子的平均粒径(D
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)为15μm至20μm，并且通过XRD分析时，所述未包覆人造石墨粒子沿a轴的微晶尺寸(La(100))为200nm至300nm且沿c轴的微晶尺寸(Lc(002))为50nm至100nm。
[0018]本专利技术的另一个方面提供了一种包含所述负极的二次电池。
[0019]有益效果
[0020]根据本专利技术，由于负极包含负极活性材料，所述负极活性材料包含未包覆人造石墨粒子，所述未包覆人造石墨粒子由通过多个一次粒子(平均粒径(D
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)：7μm至10μm)聚集而形成的二次粒子(平均粒径(D
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)：15μm至20μm)组成、并且通过XRD分析时沿a轴和c轴的微晶尺寸(La(100)和Lc(002))已调节到特定水平，能够顺利地辊压所述电极以实现薄电极和薄电池，因此电池能够具有高能量密度，并且能够改进电池的快速充电性能和寿命特性。
具体实施方式
[0021]下文将更详细地描述本专利技术以有助于理解本专利技术。
[0022]本说明书和权利要求书中所用的术语和词语不应当被解释为限于常用的含义或词典中的含义，而是应当基于专利技术人可以适当地定义术语的概念以便以最佳方式描述本专利技术的原则，用与本专利技术的技术范围一致的含义和概念加以解释。
[0023]本说明书中所用的术语仅用于描述示例性实施方式的目的，而非意在限制本专利技术。除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”还意在包括复数形式。
[0024]应当理解，术语“包含”、“包括”和/或“具有”在本文中使用时指明所述特征、数字、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在，但并不预先排除一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
[0025]在本说明书中，D
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可以定义为对应于粒度分布曲线(粒度分布图上的曲线)中累积体积的50％的粒径。可以例如使用激光衍射法测量D
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。激光衍射法通常使得能够测量从亚微米级到数毫米范围内的粒径，并且可以产生具有高再现性和高分辨率的结果。
[0026]在本说明书中，“一次粒子”意指单个粒子，“二次粒子”意指通过经由有意的组装或粘结工序使多个一次粒子聚集而形成的聚集体。
[0027]<负极>
[0028]根据本专利技术的一个实施方式的负极包含集电器和形成在所述集电器上的负极活性材料层，其中所述负极活性材料层包含负极活性材料，所述负极活性材料包含由通过多个一次粒子聚集而形成的二次粒子组成的未包覆人造石墨粒子，所述一次粒子的平均粒径(D
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)为7μm至10μm，所述二次粒子的平均粒径(D
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)为15μm至20μm，并且通过XRD分析时，所述未包覆人造石墨粒子沿a轴的微晶尺寸(La(100))为200nm至300nm且沿c轴的微晶尺寸
(Lc(002))为50nm至100nm。
[0029]所述负极包含集电器和形成在所述集电器上的负极活性材料层。
[0030]所述集电器用于支撑所述负极活性材料层。
[0031]对所述集电器没有特别限制，只要它不会在电池中引起化学变化并且具有导电性即可。举例来说，铜，不锈钢，铝，镍，钛，煅烧碳，表面用碳、镍、钛、银等处理过的铝或不锈钢等可以用作所述集电器。具体来说，诸如铜或镍的容易吸附碳的过渡金属可以用作所述集电器。所述集电器的厚度可以为6μm至20μm，但所述集电器的厚度不限于此。
[0032]在所述集电器上形成所述负极活性材料层。所述负极活性材料层可以布置在所述集电器的至少一个表面上，具体来说，布置在所述集电器的一个表面或两个表面上。
[0033]所述负极活性材料层包含负极活性材料。所述负极活性材料层可以还包含导电材料、粘合剂等。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种负极，所述负极包含集电器和形成在所述集电器上的负极活性材料层，其中所述负极活性材料层包含负极活性材料，所述负极活性材料包含由通过多个一次粒子聚集而形成的二次粒子组成的未包覆人造石墨粒子，所述一次粒子的平均粒径(D
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)为7μm至10μm，所述二次粒子的平均粒径(D
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)为15μm至20μm，并且通过XRD分析时，所述未包覆人造石墨粒子沿a轴的微晶尺寸(La(100))为200nm至300nm且沿c轴的微晶尺寸(Lc(002))为50nm至100nm。2.根据权利要求1所述的负极，其中所述负极活性材料由所述未包覆人造石墨粒子组成。3.根据权利要求1所述的负极，其中所述负极活性材料的振实密度为1.00g/cc至1.20g/cc。4.根据权利要求...

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