[发明专利]负极活性材料和包含其的锂二次电池

说明书

本发明涉及一种硅‑碳类复合负极活性材料，一种包含所述负极活性材料的二次电池用负极，以及一种锂二次电池，并且更具体地涉及一种硅‑碳类复合负极活性材料，所述硅‑碳类复合负极活性材料包含：能够吸收和放出锂离子的碳类核；和包含在所述碳类核中且布置成分布在所述碳类核的外廓部中的至少一种硅粒子，并且由此改善了物理稳定性，并且涉及二次电池用正极，和通过包含所述负极活性材料而改善了寿命特性的锂二次电池。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请2016-0065956的权益，其公开内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种负极活性材料以及一种包含该负极活性材料的锂二次电池，并且更特别地涉及一种硅-碳类复合负极活性材料以及一种包含该硅-碳类复合负极活性材料的锂二次电池。

背景技术

近年来，根据信息和远程通信工业的发展，与电子器件的小型化、轻质化、薄型化和便携化的趋势一致，对作为此类电子器件的电源使用的高容量且长寿命的电池的需求增加。由于锂二次电池，具体来讲，锂离子电池(LIB)具有高能量密度并且其设计容易，因此锂离子电池已经被用作许多便携式器件的电源。

近来，除了诸如便携式IT器件的应用之外，随着锂离子电池被用作用于电动车辆或蓄电器的电源，作为锂离子电池用材料的具有高容量和改善的循环寿命特性的正极活性材料和负极活性材料的研究已经被扩展。

作为负极活性材料，正在积极研究与通常使用的碳相比每单位重量具有显著更高的容量的非碳类负极活性材料。

在这些非碳类负极活性材料之中，例如Si/C活性材料的硅类复合活性材料是呈其中硅层形成在碳类负极活性材料表面上的形式的活性材料，其中，由于已知该硅类复合活性材料具有优异的放电效率(80％)以及比碳类负极活性材料的理论容量(约372mAh/g)高的容量，所以其作为高容量二次电池材料是关注焦点。

然而，对于硅类活性材料，由于可实现的容量受到限制并且膨胀大，所以在充电和放电循环期间在活性材料中发生诸如裂纹的变形，因此这成为由于电池的循环而引起的寿命特性劣化的原因。

因此，为了克服这样的限制，迫切需要开发当在锂二次电池中使用时可以改善放电容量、初始效率和输出特性的硅类负极活性材料，以及包含其的二次电池。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供一种具有改善的寿命特性的硅-碳类复合负极活性材料。

本发明的另一方面提供一种二次电池用负极，其中循环寿命特性通过包含所述硅-碳类复合负极活性材料而改善。

本发明的另一方面提供一种包含所述负极的高容量锂二次电池。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种硅-碳类复合负极活性材料，包含：

能够嵌入和脱嵌锂离子的碳类核；和

包含在碳类核中且设置成分布在所述碳类核的外廓部中的形式的至少一种硅粒子。

基于所述负极活性材料的总量计，可以包含5重量％至50重量％的量的设置成分布在碳类核的外廓部中的形式的所述至少一种硅粒子。

此外，所述负极活性材料还可以包含选自由硅类涂层和碳涂层构成的组的至少一个涂层。

在这种情况下，基于所述负极活性材料的总重量计，可以包含0.01重量％至50重量％的量的硅类涂层。