[发明专利]可再充电锂电池用负极及包括该负极的可再充电锂电池

权利要求书

1.一种用于可再充电锂电池的负极，包括：

集流体；和

布置于该集流体上的负极活性材料层，

其中所述负极活性材料层包括基于金属的负极活性材料和片状石墨，并具有20～80vol％的孔隙率，而且所述负极活性材料层具有的孔径为1μm或更小的孔占该负极活性材料层总体积的30～70vol％，

其中所述基于金属的负极活性材料选自由锂、与锂形成合金的金属材料、能与锂可逆地掺杂和解掺杂的材料、能可逆地形成含锂化合物的材料、过渡元素氧化物及其混合物所组成的组中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的负极，其中以所述负极活性材料层的总重量计，所述片状石墨的含量为5～80wt％。

3.根据权利要求1所述的负极，其中所述片状石墨的(002)晶面以相同的方向排列。

4.根据权利要求1所述的负极，其中所述片状石墨的(002)晶面以垂直于集流体的方向排列。

5.根据权利要求1所述的负极，其中所述片状石墨选自由天然石墨、人造石墨及其混合物所组成的组中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的负极，其中所述人造石墨是热解石墨。

7.根据权利要求1所述的负极，其中所述片状石墨具有范围在1～20μm的平均粒径D50。

8.根据权利要求1所述的负极，其中所述基于金属的负极活性材料选自由Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Ti、Ag、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi及其组合所组成的组中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的负极，其中所述基于金属的负极活性材料为钒氧化物；锂钒氧化物；Si；SiO_x，其中0＜x＜2；Sn；SnO₂；过渡元素与选自由Si、Sn、Al及其组合所组成的组中的元素的合金；或它们的混合物。

10.一种可再充电锂电池，包括：

负极；

包含能可逆地嵌入和解嵌锂离子的正极活性材料的正极；和

包含非水有机溶剂和锂盐的电解液，

其中所述负极包括集流体和布置于该集流体上的负极活性材料层，并且所述负极活性材料层包括基于金属的负极活性材料和片状石墨，并具有20～80vol％的孔隙率，而且负极活性材料层具有的孔径为1μm或更小的孔占该负极活性材料层总体积的30～70vol％，

其中所述基于金属的负极活性材料选自由锂、与锂形成合金的金属材料、能与锂可逆地掺杂和解掺杂的材料、能可逆地形成含锂化合物的材料、过渡元素氧化物及其混合物所组成的组中的至少一种。

11.根据权利要求10所述的可再充电锂电池，其中以所述负极活性材料层的总重量计，所述片状石墨的含量为5～80wt％。

12.根据权利要求10所述的可再充电锂电池，其中所述片状石墨的(002)晶面以相同的方向排列。

13.根据权利要求10所述的可再充电锂电池，其中所述片状石墨的(002)晶面以垂直于集流体的方向排列。

14.根据权利要求10所述的可再充电锂电池，其中所述片状石墨选自由天然石墨、人造石墨及其混合物所组成的组中的至少一种。

15.根据权利要求14所述的可再充电锂电池，其中所述人造石墨是热解石墨。

16.根据权利要求10所述的可再充电锂电池，其中所述片状石墨具有范围在1～20μm的平均粒径D₅₀。

17.根据权利要求10所述的可再充电锂电池，其中所述基于金属的负极活性材料选自由Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Ti、Ag、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi及其组合所组成的组中的至少一种。

18.根据权利要求10所述的可再充电锂电池，其中所述基于金属的负极活性材料为钒氧化物；锂钒氧化物；Si；SiO_x，其中0＜x＜2；Sn；SnO₂；过渡元素与选自由Si、Sn、Al及其组合所组成的组中的元素的合金；或它们的混合物。