【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂二次电池用负极、其制造方法以及包括该负极的锂二次电池。
技术介绍
1、二次电池是可以重复充电和放电的电池，随着信息通信和显示器产业的发展，二次电池广泛用作便携式摄像机、手机、笔记本电脑等便携式电子通讯设备的动力源。此外，近年来，正在开发包括二次电池的电池组并用作电动汽车等环保型汽车的动力源。
2、二次电池例如可以列举锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等，其中的锂二次电池具有高的工作电压和每单位重量的能量密度，并且在充电速度和轻量化方面有利，因此正积极地进行开发和应用。
3、近年来，随着锂二次电池的应用对象的扩大，正在对具有更高的容量和功率的锂二次电池进行开发。例如，可以将具有高容量的硅基颗粒用于负极活性物质。
4、例如，硅基颗粒的表面上可以形成固体电解质界面(solid electrolyteinterphase，sei)层。例如，由于硅基颗粒的体积膨胀率相对大，可能会形成不均匀的sei层，因此锂二次电池的寿命特性可能会降低。
技术实现思路
1、要解决的技术问题
2、本专利技术的一个技术问题在于提供一种具有提高的寿命特性和驱动稳定性的锂二次电池用负极。
3、本专利技术的一个技术问题在于提供一种制造具有提高的寿命特性和驱动稳定性的锂二次电池用负极的方法。
4、本专利技术的一个技术问题在于提供一种包括具有提高的寿命特性和驱动稳定性的负极的锂二次电池。
5、本专利技术的锂二次电池用负极、其
6、技术方案
7、根据本专利技术的实施方案的锂二次电池用负极包括：负极集流体；以及负极活性物质层，所述负极活性物质层形成在所述负极集流体的至少一面上，并且包含负极活性物质和负极粘合剂，其中，所述负极活性物质包含复合颗粒，所述复合颗粒包含：硅基活性物质颗粒；以及固体电解质界面(sei)层，所述固体电解质界面(sei)层形成在所述硅基活性物质颗粒的表面的至少一部分上，所述锂二次电池用负极的由以下式1定义的f密集度为23％以下。
8、[式1]
9、f密集度(％)＝(fc/ft)*100
10、在式1中，fc是针对氟(f)元素对通过扫描电子显微镜-能量色散x射线光谱(scanning electron microscope-energy dispersive x-ray spectroscopy，sem-eds)分析获得的所述负极活性物质层的截面图像进行扫描而获得的f强度(intensity)为58％以上的部分的面积，ft是针对f元素对通过扫描电子显微镜-能量色散x射线光谱(sem-eds)分析获得的所述负极活性物质层的截面图像进行扫描而获得的检测到f元素的总面积。
11、在一些实施方案中，所述f密集度可以为20％以下。
12、在一些实施方案中，所述硅基活性物质颗粒可以包含选自si、siox(0<x≤2)和si-c复合物中的至少一种。
13、在一些实施方案中，所述f密集度可以是对所述负极活性物质层的9个彼此不同的部分进行测量的f密集度值的平均值。
14、在一些实施方案中，所述负极活性物质层的所述9个彼此不同的部分中的3个可以选自所述负极活性物质层的长度方向的一个端部，所述负极活性物质层的所述9个彼此不同的部分中的另外3个可以选自所述负极活性物质层的长度方向的另一端部，所述负极活性物质层的所述9个彼此不同的部分中的其余3个可以选自所述负极活性物质层的长度方向的中心部。
15、在一些实施方案中，所述负极活性物质可以进一步包含石墨基活性物质颗粒。
16、在一些实施方案中，所述负极粘合剂可以包含聚丙烯酸基共聚物。
17、在一些实施方案中，所述聚丙烯酸基共聚物的一个分子中包含的源自聚丙烯酸的重复单元的摩尔数与重复单元的总摩尔数之比可以为超过0.25且小于0.7。
18、在一些实施方案中，所述聚丙烯酸基共聚物的一个分子中包含的源自聚丙烯酸的重复单元的摩尔数与重复单元的总摩尔数之比可以为0.4至0.55。
19、在一些实施方案中，所述复合颗粒可以进一步包含形成在所述硅基活性物质颗粒的表面的至少一部分上的碳涂层。
20、本专利技术的锂二次电池包括：上述锂二次电池用负极；以及与所述负极相对设置的正极。
21、根据本专利技术的实施方案的制造锂二次电池用负极的方法，准备硅基活性物质颗粒；在溶剂中混合包含所述硅基活性物质颗粒的负极活性物质和包含聚丙烯酸基共聚物的负极粘合剂以形成混合物；用所述溶剂稀释所述混合物以制备浆料；将所述浆料涂布在负极集流体的至少一面上，并进行干燥和压延，以制造锂二次电池用负极。相对于所述混合物的总重量，所述混合物中包含的固形物的含量为50-80重量％。
22、在一些实施方案中，所述方法可以进一步包括将所述硅基活性物质颗粒与碳源气体进行混合和煅烧以在所述硅基活性物质颗粒的表面的至少一部分上形成碳涂层的步骤。
23、在一些实施方案中，所述混合物可以通过在所述溶剂中混合所述负极活性物质和所述负极粘合剂10-110分钟而形成。
24、有益效果
25、在示例性的实施方案中，锂二次电池用负极中包含的负极活性物质包含复合颗粒，所述复合颗粒包含：硅基活性物质颗粒；以及固体电解质界面(sei)层，所述固体电解质界面(sei)层形成在所述硅基活性物质颗粒的表面的至少一部分上。例如，硅基活性物质颗粒可以向负极活性物质提供高容量特性。例如，通过sei层，可以降低负极活性物质的电阻，并且可以防止与电解液的副反应。因此，可以改善锂二次电池用负极的容量特性和寿命特性。
26、所述锂二次电池用负极的由式1定义的f密集度为23％以下。在上述f密集度范围内，sei层充分且均匀地覆盖硅基活性物质颗粒的表面，从而可以抑制硅基活性物质颗粒与电解液之间的副反应，并且可以改善锂二次电池的寿命特性。
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1.一种锂二次电池用负极，其包括：
2.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述F密集度为20％以下。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述硅基活性物质颗粒包含选自Si、SiOx和Si-C复合物中的至少一种，其中，0<x≤2。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述F密集度是对所述负极活性物质层的9个彼此不同的部分进行测量的F密集度值的平均值。
5.根据权利要求4所述的锂二次电池用负极，其中，所述负极活性物质层的所述9个彼此不同的部分中的3个选自所述负极活性物质层的长度方向的一个端部，
6.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述负极活性物质进一步包含石墨基活性物质颗粒。
7.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述负极粘合剂包含聚丙烯酸基共聚物。
8.根据权利要求7所述的锂二次电池用负极，其中，所述聚丙烯酸基共聚物的一个分子中包含的源自聚丙烯酸的重复单元的摩尔数与重复单元的总摩尔数之比为超过0.25且小于0.7。
9.根据权
10.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述复合颗粒进一步包含形成在所述硅基活性物质颗粒的表面的至少一部分上的碳涂层。
11.一种锂二次电池，其包括：
12.一种制造锂二次电池用负极的方法，其包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的制造锂二次电池用负极的方法，其中，所述方法进一步包括将所述硅基活性物质颗粒与碳源气体进行混合和煅烧以在所述硅基活性物质颗粒的表面的至少一部分上形成碳涂层的步骤。
14.根据权利要求12所述的制造锂二次电池用负极的方法，其中，所述混合物通过在所述溶剂中混合所述负极活性物质和所述负极粘合剂10-110分钟而形成。
...【技术特征摘要】
1.一种锂二次电池用负极，其包括：
2.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述f密集度为20％以下。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述硅基活性物质颗粒包含选自si、siox和si-c复合物中的至少一种，其中，0<x≤2。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述f密集度是对所述负极活性物质层的9个彼此不同的部分进行测量的f密集度值的平均值。
5.根据权利要求4所述的锂二次电池用负极，其中，所述负极活性物质层的所述9个彼此不同的部分中的3个选自所述负极活性物质层的长度方向的一个端部，
6.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述负极活性物质进一步包含石墨基活性物质颗粒。
7.根据权利要求1所述的锂二次电池用负极，其中，所述负极粘合剂包含聚丙烯酸基共聚物。
8.根据权利要求7所述的锂二次电池用负极，其中，所述聚丙烯酸基共聚物的一个分子中...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑光湖，徐承德，李智善，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：
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