[发明专利]负极和包括所述负极的锂二次电池

说明书

本发明提供一种负极和包括所述负极的锂二次电池，其中所述负极包括金属集电器和负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料和金属纳米线且形成在所述金属集电器上。所述负极活性材料包括硅基活性材料和碳基活性材料，并且所述金属纳米线包括选自由铜、金、镍、钴、和银组成的群组中的一种或更多种金属。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年2月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0015166号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种负极和包括所述负极的锂二次电池，该负极包括硅基活性材料、碳基活性材料、和金属纳米线。

背景技术

由于化石燃料的使用的迅速增加，对替代能源或清洁能源的使用的需求正在增长，并且作为该趋势的一部分，最活跃研究的领域是利用电化学反应的电产生和电储存领域。

当前，使用这种电化学能量的电化学装置的典型示例是二次电池，并且其使用领域正越来越多地增加。近年来，随着诸如便携式计算机、移动电话、和照相机之类的便携式设备的技术发展和需求增加，对作为能量来源的二次电池的需求已经显著增加。在这些二次电池中，具有高能量密度的锂二次电池，即具有高容量的锂二次电池，已经进行了广泛的研究，并且已经商业化并被广泛使用。

通常，二次电池由正极、负极、电解质、和隔板构成。负极包括用于嵌入和脱嵌来自于正极的锂离子的负极活性材料，并且作为负极活性材料，可以使用具有高放电容量的硅基颗粒。然而，硅基活性材料的初始效率低，并且其体积在充电/放电过程中过度膨胀，从而出现电池寿命劣化的问题。

为了解决该问题，正在以各种方式进行研究进一步添加诸如碳纳米管或石墨烯之类的碳基导电材料的措施。然而，当使用碳基导电材料时，导电性得到改善，但是初始效率仍然低，因此存在难以商业化的问题。

因此，需要开发这样一种负极活性材料：其体积变化在二次电池的充电/放电过程中得到有效控制，从而表现出优异的寿命性质以及优异的导电性和优异的初始效率。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利待审公开第10-2013-0092943号

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种负极和包括所述负极的锂二次电池，该负极在容量性质、初始效率、和高温寿命性质方面是优异的。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种负极，其包括金属集电器和负极活性材料层，所述负极活性材料层包含负极活性材料和金属纳米线且形成在所述金属集电器上，其中所述负极电极活性材料包括硅基活性材料和碳基活性材料，并且所述金属纳米线包括选自由铜、金、镍、钴、和银组成的群组中的一种或更多种金属。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括所述负极的锂二次电池。

有益效果

根据本发明的负极使用具有大容量的硅基活性材料，从而改善锂二次电池的容量性质，并且还使用不引起和锂的电化学反应的金属纳米线，从而保持出色的初始效率。此外，即使在充电和放电期间硅基活性材料膨胀时，金属纳米线也可以将对导电路径的损害最小化，从而改善锂二次电池的高温寿命性质。

具体实施方式

在下文中，将更详细地描述本发明，以促进对本发明的理解。