负极活性物质和包括该负极活性物质的可再充电锂电池的制作方法

    专利查询2025-11-06  1


    实施例涉及一种负极活性物质和包括该负极活性物质的可再充电锂电池。


    背景技术:

    1、最近,使用电池的电子装置(诸如移动电话、膝上型计算机和电动车辆)的快速发展已经导致对具有相对高容量和较轻的重量的可再充电电池的需求的令人惊讶的增加。例如,因为可再充电锂电池具有较轻的重量和高能量密度,所以可再充电锂电池最近作为用于便携式装置的驱动电源已经备受关注。因此,正在积极地进行改善可再充电锂电池的性能的研究。

    2、可再充电锂电池包括包含能够嵌入和脱嵌锂离子的活性物质的正电极和负电极以及电解液,并且如果锂离子嵌入和脱嵌到正电极和负电极中,则可再充电锂电池由于氧化还原反应而产生电能。


    技术实现思路

    1、实施例涉及一种表现出改善的循环寿命特性的负极活性物质。

    2、一些实施例涉及一种包括该负极活性物质的可再充电锂电池。

    3、一些实施例涉及一种负极活性物质,所述负极活性物质包括:无机支撑件,孔形成在无机支撑件中;硅层,涂覆在无机支撑件上;以及碳类材料,定位在硅层上。

    4、在一些实施例中,无机支撑件可以包括al2o3、zro2、sio2、tio2、sic或它们的组合。

    5、在一些实施例中,碳类材料可以定位为完全地或部分地填充孔。

    6、在一些实施例中,碳类材料可以包括非晶碳、结晶碳或它们的组合。在一个或更多个实施例中,碳类材料是非晶碳。

    7、在一些实施例中,硅层可以包括非晶硅。硅层中的硅可以具有约0.5度(°)至约10度(°)的半峰全宽(fwhm)。

    8、在一些实施例中,无机支撑件和硅层的重量比可以是约40:60至70:30。

    9、在一些实施例中,涂覆在无机支撑件的内壁上的硅层可以具有约5nm至约100nm的厚度。

    10、在一些实施例中,定位在无机支撑件的表面上的碳类材料可以以约1nm至约50nm的厚度定位。

    11、在一些实施例中,碳类材料可以具有约5nm或更小的晶体粒度。

    12、在一些实施例中,基于100wt%的负极活性物质,碳类材料的量可以为约5wt%至约30wt%。

    13、在一些实施例中,基于100wt%的负极活性物质,包括在负极活性物质中的硅的量可以是约20wt%至约60wt%。

    14、在一些实施例中,负极活性物质可以通过使用孔隙率是约10%至约90%的多孔无机支撑件来制备。形成在多孔无机支撑件中的孔可以具有约1nm至约100nm的粒径。在多孔无机支撑件中,孔之间的距离可以是约5nm至约150nm。

    15、一些实施例涉及一种可再充电锂电池,所述可再充电锂电池包括包含所述负极活性物质的负电极、正电极和电解液。

    16、根据实施例的负极活性物质具有优异的循环寿命特性。



    技术特征:

    1.一种负极活性物质,所述负极活性物质包括:

    2.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,所述无机支撑件包括al2o3、zro2、sio2、tio2、sic或它们的组合。

    3.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,所述碳类材料定位为完全地或部分地填充所述孔。

    4.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,所述碳类材料包括非晶碳、结晶碳或它们的组合。

    5.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,所述碳类材料包括非晶碳。

    6.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,所述硅层包括非晶硅。

    7.根据权利要求6所述的负极活性物质,其中,所述硅层中的硅具有0.5度至10度的半峰全宽。

    8.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,所述无机支撑件和所述硅层的重量比为40:60至70:30。

    9.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,涂覆在所述无机支撑件的内壁上的所述硅层具有5nm至100nm的厚度。

    10.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,定位在所述无机支撑件的所述表面上的所述碳类材料以1nm至50nm的厚度定位。

    11.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,所述碳类材料具有5nm或更小的晶体粒度。

    12.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,基于100wt%的负极活性物质,所述碳类材料的量为5wt%至30wt%。

    13.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,基于100wt%的所述负极活性物质,包括在所述负极活性物质中的硅的量为20wt%至60wt%。

    14.根据权利要求1所述的负极活性物质,其中,所述负极活性物质通过使用孔隙率为10%至90%的所述无机支撑件制备。

    15.根据权利要求14所述的负极活性物质,其中,形成在所述无机支撑件中的所述孔具有1nm至100nm的粒径。

    16.根据权利要求14所述的负极活性物质,其中,在所述无机支撑件中,所述孔之间的距离为5nm至150nm。

    17.一种可再充电锂电池,所述可再充电锂电池包括:


    技术总结
    提供了一种负极活性物质和包括该负极活性物质的可再充电锂电池。所述负极活性物质包括:无机支撑件,孔形成在无机支撑件中;硅层,涂覆在无机支撑件上;以及碳类材料,定位在无机支撑件的孔的内部和无机支撑件的表面上。

    技术研发人员:申昌洙,金英旭,金洧庆,吴杜莉,罗载澔,元钟民,金荣敏,姜恩智
    受保护的技术使用者:三星SDI株式会社
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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