[发明专利]用于锂二次电池的负极活性物质、其制备方法以及包括其的锂二次电池

说明书

本发明涉及用于锂二次电池的负极活性物质、其制备方法以及包括该负极活性物质的锂二次电池。该负极活性物质是用于二次电池的负极活性物质，该负极活性物质包括硅‑碳复合物，该硅‑碳复合物包括：包括结晶碳和硅颗粒的芯；以及设置在芯的表面上的含有无定形碳的涂层，其中负极活性物质包括：形成在硅颗粒的表面上的氧化硅；以及形成在结晶碳的表面上的结晶碳的氧化物，硅颗粒的平均粒径(D50)具有纳米尺寸，氧化硅中O相对于Si的比率为30％‑50％，并且在结晶碳的氧化物中，O相对于C的比率为4％‑10％。

技术领域

公开了一种用于锂二次电池的负极活性物质、其制备方法以及包括该负极活性物质的锂二次电池。

背景技术

锂二次电池工作时间长，以及具有高驱动电压和高能量密度，因此可以根据装置的多样化和组合满足复杂的要求。近来，已经积极地进行努力以大力发展常规的锂二次电池技术，并因此将其应用扩展到蓄电装置等以及电动车辆中。

另外，对高容量锂二次电池的需求很高，并且对此正进行积极的研究。但是，增加锂二次电池的容量存在限制。近来，已经进行了各种研究以通过经由快速充电减少充电时间来克服容量增加的限制。

发明内容

技术问题

一个实施方式提供了一种用于锂二次电池的负极活性物质，该负极活性物质表现出改善的循环寿命特性和改善的溶胀特性。

另一实施方式提供了一种制备负极活性物质的方法。

另一实施方式提供了一种包括负极活性物质的锂二次电池。

技术方案

本发明的实施方式提供了一种用于锂二次电池的负极活性物质，该负极活性物质包括硅-碳复合物，该硅-碳复合物包括：包括结晶碳和硅颗粒的芯以及设置在芯的表面上的含有无定形碳的涂层，其中该负极活性物质包括形成在硅颗粒的表面上的氧化硅和形成在结晶碳的表面上的结晶碳的氧化物，硅颗粒的平均粒径(D50)具有纳米尺寸，氧化硅中O相对于Si的比率为30wt％至50wt％，并且结晶碳的氧化物中O相对于C的比率为4wt％至10wt％。

硅颗粒的平均直径(D50)可以为5nm至500nm。

基于100wt％的硅-碳复合物的总重量，氧化硅的含量可以为1wt％至20wt％。

基于100wt％的硅-碳复合物的总重量，结晶碳的氧化物的含量可以为2wt％至10wt％。

结晶碳可以为人造石墨、天然石墨或其组合。

另一实施方式提供一种制备用于锂二次电池的负极活性物质的方法，该方法包括将表面上具有结晶碳的氧化物的结晶碳颗粒和表面上具有硅颗粒的氧化物的硅颗粒混合以制备第一混合物；向第一混合物添加无定形碳前体以制备第二混合物；以及热处理第二混合物。

表面上具有结晶碳的氧化物的结晶碳颗粒可以通过在氮气氛、氧气氛、空气气氛或组合气氛下热处理结晶碳颗粒来制备。

表面上具有硅颗粒的氧化物的硅颗粒可以通过在氮气氛、氧气氛、空气气氛或组合气氛下热处理硅颗粒来制备。

混合可以在70℃至90℃下进行。

表面上具有结晶碳的氧化物的结晶碳颗粒与表面上具有硅颗粒的氧化物的硅颗粒的混合比率可以为10wt％:90wt％至90wt％:10wt％。

第一混合物与无定形碳前体的混合比率可以为5wt％:95wt％至30wt％:70wt％。

另一实施方式提供了一种锂二次电池，该锂二次电池包括：包括负极活性物质的负极；包括正极活性物质的正极；以及电解质。

本发明的其他实施方式包括在下面的详细描述中。

有益效果