專利名稱：可再充電鋰電池負極活性材料及包括其的可再充電鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種可再充電鋰電池的負極活性材料及包括該負極活性材料的可再充電鋰電池。
背景技術(shù)：
鋰可再充電電池已經(jīng)作為小型便攜式電子裝置的電源而引起關(guān)注。由于它們使用有機電解質(zhì)溶液，所以它們具有使用堿性水溶液的傳統(tǒng)電池的大約兩倍的放電電壓，因此它們具有高的能量密度。對于可再充電鋰電池的正極活性材料，已經(jīng)研究了諸如LiCo02、LiMn2O4, LiNhCoxO2 (0 <x< 1)等的能夠嵌入鋰的鋰過渡元素復(fù)合氧化物。對于負極活性材料，已經(jīng)使用了能夠嵌入/脫嵌鋰的各種基于碳的材料，例如人造石墨、天然石墨和硬質(zhì)碳。另外，由于對具有高能量密度的電池的需求增加，已經(jīng)更多地關(guān)注具有高理論容量密度的Si、Sn和Ge與鋰的合金、Si、Sn和Ge的氧化物以及Si、Sn和Ge的合金作為負極活性材料。具體地說，已經(jīng)關(guān)于良好的循環(huán)特性對Si氧化物進行了廣泛的研究。然而，由于Si氧化物中的氧與鋰反應(yīng)并形成Li2O (氧化鋰)，所以Si氧化物的問題在于具有大的不可逆容量并劣化電池的能量密度以補償鋰。另外，Li2O不參與充電和放電而使電極膨脹，從而劣化電池的能量密度。除非Si氧化物補償鋰，否則電池可能沒有改善能量密度。另外， Li2O包括堿性組分并在高溫下與電解質(zhì)反應(yīng)，因此導(dǎo)致產(chǎn)生氣體、劣化容量等問題。
發(fā)明內(nèi)容
示例性實施例提供了一種具有高密度和優(yōu)良的初始充放電效率以及循環(huán)壽命特性的可再充電鋰電池的負極活性材料。另一實施例提供了一種包括該負極活性材料的可再充電鋰電池。根據(jù)一個實施例，提供了包括由下面的化學(xué)式1表示的含硅化合物的負極活性材料。[化學(xué)式1]SiCx在化學(xué)式1中，0. 05彡χ彡1. 5。χ可為從大約0. 25至大約0. 95。所述含硅化合物在傅里葉變換紅外光譜(FT4R分析)中可具有從740cm—1至 780CHT1 的峰。含硅化合物可以是非晶的。含硅化合物可在其表面上包括碳層。這里，基于含硅化合物和碳層的總重量，可以以5wt%至20wt%的量包括所述碳層。除了所述含硅化合物之外，所述負極活性材料還可包括基于無定形碳的材料。
含硅化合物和基于無定形碳的材料以90 10襯％至10 90襯％的比例混合，或者在另一實施例中，以20 80襯％至60 40wt%的比例混合。當含硅化合物和基于無定形碳的材料混合在一起時，含硅化合物可具有0. 1 μ m 至30 μ m的平均粒徑。在利用CuKa的X射線衍射(XRD)測量中，基于無定形碳的材料的002面具有從 0. 34nm至0. 4nm的層間距d002，且基于無定形碳的材料具有2nm至5nm的微晶尺寸。根據(jù)實施例，提供了一種可再充電鋰電池，所述可再充電鋰電池包括具有根據(jù)另一實施例的負極活性材料的負電極、包括正極活性材料的正電極以及非水電解質(zhì)。因此，包括根據(jù)實施例的負極活性材料的可再充電鋰電池具有高能量密度和優(yōu)良的初始充放電效率以及循環(huán)壽命特性。
圖1示意性地示出了根據(jù)一個實施例的可再充電鋰電池的結(jié)構(gòu)。圖2是示出分別包括根據(jù)示例1至示例3和對比示例2的負電極的半電池的初始充放電特性和效率的曲線圖。圖3是示出分別包括根據(jù)示例3、對比示例1和對比示例4的負電極的半電池的初始充放電特性和效率的曲線圖。圖4是示出在示例7和對比示例4中在材料形成碳層之前所述材料的X射線衍射 (XRD)結(jié)果的曲線圖。圖5是示出在示例7和對比示例4中在材料形成碳層之前所述材料的頂分析結(jié)果的曲線圖。圖6示出了在示例7中在形成碳層之前SiCx(x = 0. 65)化合物的電子探針顯微分析儀(EPMA)元素分析結(jié)果。圖7示出了示例8中使用的無定形碳顆粒的可逆容量。
具體實施例方式以下將詳細描述示例實施例。然而，這些實施例僅僅是示例，當前的實施例不限于此。根據(jù)一個實施例，可再充電鋰電池的負極活性材料可包括由下面的化學(xué)式1表示的含硅化合物。[化學(xué)式1]SiCx在化學(xué)式1中，0.05彡χ彡1.5。X可以是大約0.25至0.95。當χ小于0. 05時， 顆粒會由于弱的共價鍵而容易破碎，從而劣化在室溫和高溫下的循環(huán)壽命特性。另外，當χ 大于1. 5時，含硅化合物會相對不穩(wěn)定并且會不具有嵌入/脫嵌鋰的反應(yīng)，從而使容量劣化。由于如上面的化學(xué)式1中所示的含硅化合物不包含氧，所以含硅化合物中的碳不與Li反應(yīng)而生成Li2O,這可控制活性材料的膨脹并防止作為強堿的Li2O與電解質(zhì)溶液的副反應(yīng)。
含硅化合物包括硅(Si)和碳(C)的化學(xué)共價鍵而不是他們的物理結(jié)合。另外，含硅化合物在傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)分析中具有從740CHT1至780CHT1的峰，表明其具有硅和碳的共價鍵。含硅化合物在使用CuK α的XRD測量中不具有35°至38°的峰，表明其為非晶的。如果硅和碳沒有化學(xué)共價鍵而是彼此物理地混合為簡單的混合物或組合物，則其在FT-IR分析中不會具有峰并且在使用CuKa的XRD測量中也不會具有35°至38°的峰。另外，Si和C的元素比為1 1并具有金剛石結(jié)構(gòu)的碳化硅具有晶體結(jié)構(gòu)，因此在使用CuKa的XRD測量中具有在35°至38°的峰。這樣，根據(jù)一個實施例的含硅化合物包括硅和碳之間的化學(xué)共價鍵，因此可防止顆粒破碎。含硅化合物可以是非晶的。當其為非晶的時，負極活性材料可提高電池的循環(huán)壽命特性，尤其是電池的高溫循環(huán)壽命特性。含硅化合物還可包括在其表面上的碳層。這里，基于含硅化合物和碳層的總量，可以以大約5wt%至大約20wt%的量包含碳層。當含硅化合物包括在其表面上的碳層(具體地說，在上述含量范圍內(nèi)的碳層)時，其可以進一步提高導(dǎo)電性。由于電池被更好地充電和放電，所以其可進一步提高電池的初始充放電效率和循環(huán)壽命特性。碳層可包括無定形碳或結(jié)晶碳?？梢赃m當?shù)乜刂铺紝拥暮穸龋欢@不受限制。可以以使用Si靶和C靶的濺射工藝來制備含硅化合物?？梢赃m當?shù)乜刂茷R射工藝來制備由上面的化學(xué)式1表示的化合物。然而，可以以任何其它方法來制備由上面的化學(xué)式1表示的含硅化合物。負極活性材料還可包括基于無定形碳的材料以及含硅化合物?；跓o定形碳的材料可包括軟質(zhì)碳、硬質(zhì)碳、中間相浙青碳化物、燒結(jié)焦炭或它們的組合。當通過混合含硅化合物與基于無定形碳的材料來制備負極活性材料時，基于無定形碳的材料可補償含硅化合物的低充放電速度。因此，這可使得能夠快速地對電池充放電， 因此可用于高能電池。更具體地闡述，當包括通過混合含硅化合物和基于無定形碳的材料來制備的負極活性材料的可再充電鋰電池以2CmAh/cm2或更大的大電流充電時，鋰離子被插入到基于無定形碳的材料中。隨著連續(xù)地充電，鋰擴散至固體中然后移動至與基于無定形碳的材料接觸的含硅化合物中。這說明具有高容量的電池可以如何被快速充電。如果使用諸如石墨的結(jié)晶碳來替代非晶材料，當以大于2CmAh/cm2的大電流充電時，鋰離子由于石墨的大的阻力而插入到含硅化合物中。然而，鋰在含硅化合物中以低于在固體中的速度擴散，結(jié)果產(chǎn)生極化電壓。因此，電池不能被快速充電。當包括Li/Li+電勢小于大約0. 2V的傳統(tǒng)的石墨負極活性材料的可再充電鋰電池以大電流充電時，由于傳統(tǒng)的石墨負極活性材料提取Li，所以為了安全起見，其不能快速地充電。近來，通過擴大電極面積來減小電阻而不改變每單位面積的電流，甚至以大電流來對可再充電鋰電池快速充電。然而，由于除了活性材料之外的集流體、分隔件等的體積增大， 所以這種方法急劇降低實質(zhì)能量密度。另外，該方法具有降低了鋰可再充電電池的充電速度的問題，這是由于電解質(zhì)溶液會容易在嵌入和脫嵌鋰的石墨負極活性材料的晶體的邊緣上分解并在表面上產(chǎn)生分解產(chǎn)物(SEI，固態(tài)電解質(zhì)界面)，鋰不會擴散至SEI中。近來，具有高容量和優(yōu)良的循環(huán)壽命特性的氧化硅也具有與鋰反應(yīng)因而產(chǎn)生Li20( —種強堿)的問題，由于Li2O作為強堿催化劑而使電解質(zhì)溶液分解并因此產(chǎn)生電阻組分。另外，氧化硅在充放電過程中在表面上產(chǎn)生 SEI層，從而增大電極電阻。因此，其對高能電池來講可能是不好的。此外，由于不包含氧的 Si或Si合金在顆粒內(nèi)部不具有共價鍵，所以在鋰插入到其中時會膨脹并且改變形狀，然后會在晶體的界面上立即破碎，從而劣化循環(huán)壽命特性。另外，對于含硅化合物和基于無定形碳的材料的混合負極活性材料，含硅化合物中的鋰離子在充電過程中朝向具有優(yōu)良的導(dǎo)電性的基于無定形碳的材料移動，并且隨后可在快速放電過程中被釋放。此外，基于無定形碳的材料具有比諸如石墨的結(jié)晶碳具有更好的導(dǎo)電性，并且能夠容易傳輸Li氧化(因為Li被釋放為例子且Li可被氧化)所產(chǎn)生的電子。因此，無定形碳材料可比諸如石墨的結(jié)晶碳帶來更好的放電特性。含硅化合物和基于無定形碳的材料以大約90 10wt%至大約10 90wt%的比例混合，或者在另一實施例中以大約20 80wt%至大約60 40wt%的比例混合。當含硅化合物和基于無定形碳的材料在上述比例范圍內(nèi)混合時，負極活性材料可帶來可再充電鋰電池的高能量密度并且保持可再充電鋰電池的高輸入和輸出特性。這里，含硅化合物可具有大約0. 1 μ m至大約30 μ m的平均粒徑。在使用CuKa的XRD測量中，基于無定形碳的材料的002面具有從0. 34nm至0.4nm 的層間距d002，且基于無定形碳的材料具有2nm至5nm的微晶尺寸(Lc)。當基于無定形碳的材料具有所述性質(zhì)時，鋰離子可以更快地擴散并更容易地嵌入/脫嵌。另外，基于無定形碳的材料在大約0. 2V至大約1. 5V的Li/Li+電勢區(qū)中具有可逆的容量，具體地說，在上述電勢區(qū)中，具有全部可逆容量的大約70%。另一實施例提供一種可再充電鋰電池。根據(jù)分隔件的存在和電池中使用的電解質(zhì)的種類，可再充電鋰電池可分為鋰離子電池、鋰離子聚合物電池和鋰聚合物電池。關(guān)于本公開的鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和制造方法在本領(lǐng)域中是公知的，并且在此不詳細闡述。根據(jù)另一實施例，可再充電鋰電池包括具有根據(jù)一個實施例的負極活性材料的負電極、包括正極活性材料的正電極和非水電解質(zhì)。負電極包括負極活性材料層和集流體。這里，負極活性材料被濺射為薄膜以作為在集流體上的負極活性材料層，或者將負極活性材料加入到溶劑中以制備作為漿料的負極活性材料組合物，然后將負極活性材料組合物設(shè)置在集流體上。所述溶劑可以包括N-甲基吡咯烷酮等。當對負電極使用水溶性粘合劑時，溶劑可以是水，然而不限于此。濺射工藝可不額外需要粘合劑來將負極活性材料粘合到集流體上。然而，負極活性材料組合物還可包括粘合劑?；谪摌O活性材料層的總重量，負極活性材料層可包括大約95wt%至大約99wt%的負極活性材料?；谪摌O活性材料層的總重量，負極活性材料層可包括大約至大約5wt% 的粘合劑。粘合劑提高負極活性材料顆粒彼此之間以及負極活性材料顆粒與集流體的粘合性能。
粘合劑包括非水溶性粘合劑、水溶性粘合劑或它們的組合。非水溶性粘合劑包括聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亞乙基氧的聚合物、 聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺-酰亞胺、聚酰亞胺或它們的組合。水溶性的粘合劑包括例如丁苯橡膠、丙烯酸(酯)化的丁苯橡膠、聚乙烯醇、聚丙烯酸鈉、包含丙烯和C2至C8的烯烴的共聚物、(甲基)丙烯酸與(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物或它們的組合。當水溶性粘合劑用作負極粘合劑時，還可使用基于纖維素的化合物來提供粘度。 基于纖維素的化合物包括羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素和它們的堿金屬鹽中的一種或更多種。堿金屬可以是Na、K或Li?；?00重量份的負極活性材料，可以以0. 1至3重量份的量包含基于纖維素的化合物。負極活性材料組合物還可包括溶劑，溶劑的示例包括N-甲基吡咯烷酮等，然而不限于此。集流體包括銅箔、鎳箔、不銹鋼箔、鈦箔、鎳泡沫、銅泡沫、涂覆有導(dǎo)電金屬的聚合物基底或它們的組合。正電極包括集流體和設(shè)置在集流體上的正極活性材料層。正極活性材料包括可逆地嵌入和脫嵌鋰離子的嵌鋰化合物。正極活性材料可包括包括從由鈷、錳和鎳組成的組中選擇的至少一種以及鋰的復(fù)合氧化物。具體地說，可使用下面的化合物 LiaA1^bXbD2(0. 90 彡 a 彡 1. 8，0 彡 b 彡 0. 5)、LiaE1^bXbO2-CDc(0. 90 彡 a 彡 1. 8，0 彡 b 彡 0. 5， 0 彡 c 彡 0. 05), LiaE2_bXb04-cDc(0. 90 彡 a 彡 1. 8，0 彡 b 彡 0. 5，0 彡 c 彡 0. 05)、 LiaNi1^cCobXcDa (0. 90 彡 a 彡 1. 8，0 彡 b 彡 0. 5，0 彡 c 彡 0. 05，0 < α 彡 2)、LiaNi1^cCob Xc02-aTa (0. 90 彡 a 彡 1. 8，0 彡 b 彡 0. 5，0 彡 c 彡 0. 05，0 < α < 2)、即土卜“&^叢―。T2(0. 90 彡a彡 1.8,0彡b彡 0.5,0彡c彡0·05，0< α < 2) ,LiaNi1JnbXcDa (0. 90 彡 a 彡 1.8， 0 彡 b 彡 0.5,0 彡 c 彡 0. 05,0 < α 彡 2), LiaNi1JnbXcO2^aTa (0. 90 彡 a 彡 1.8， 0彡b彡0.5，0 彡 c 彡0·05，0< α < 2) α ,Ν ^^Μη,,ΧΑ-α T2 (0· 90 彡 a 彡 1· 8，0 彡 b 彡 0· 5， 0 ^ c ^ 0. 05,0 < α < 2)、LiaNibEcGdO2 (0. 90 ^ a ^ 1. 8,0 ^ b ^ 0. 9,0 ^ c ^ 0. 5, 0.001 彡 d 彡 0. 1)、LiaNibCocMndGeO2 (0. 90 彡 a 彡 1. 8，0 彡 b 彡 0. 9，0 彡 c 彡 0. 5， 0 彡 d 彡 0. 5,0. 001 彡 e 彡 0. 1)、LiaNiGbO2 (0.90 ^ a ^ 1. 8,0. 001 彡 b 彡 0. 1)、 LiaCoGbO2 (0. 90 彡 a彡 1. 8,0. 001 ^b^O. 1) ,LiaMnGbO2 (0. 90 彡 a彡 1. 8,0. 001 彡b彡0. 1)、 LiaMn2GbO4(0. 90 彡 a 彡 1. 8,0. 001 彡 b 彡 0. 1),QO2,QS2,LiQS2,V2O5>LiV2O5,LiZO2,LiNiVO4, Li (3-f)J2 (PO4) 3(0 ^ f ^ 2), Li (3-f) Fe2 (PO4) 3(0 ^ f ^ 2)及 LiFePO4。在上面的式中，A從由Ni、Co、Mn及其組合組成的組中選擇；X從由Al、Ni、Co、Mn、 Cr、Fe、Mg、Sr、V、稀土元素及其組合組成的組中選擇；D從由0、F、S、P及其組合組成的組中選擇；E從由Co、Mn及其組合組成的組中選擇；T從由F、S、P及其組合組成的組中選擇； G從由々1、0^11、？6、1%、1^、06、51~、￥及其組合組成的組中選擇；Q從由Ti、Mo、Mn及其組合組成的組中選擇；Z從由Cr、V、Fe、&、Y及其組合組成的組中選擇J從由V、Cr、Mn、Co、 Ni、Cu及其組合組成的組中選擇?；衔锟稍谄浔砻嫔暇哂型扛矊?，或者可與具有涂覆層的另一化合物混合。涂覆層可包括從由涂覆元素的氧化物、涂覆元素的氫氧化物、涂覆元素的羥基氧化物、涂覆元素的碳氧化物(carbon oxide)、涂覆元素的羥基碳酸鹽(hydroxyl carbonate)組成的組中選擇的至少一種涂覆元素化合物。涂覆層的化合物可以是非晶的或結(jié)晶的。包括在涂覆層中的涂覆元素可包括例如Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、V、Sn、Ge、Ga、B、As, Zr或它們的混合物?？墒褂脤φ龢O活性材料的性能沒有不利影響的方法通過將這些元素包括在化合物中來形成涂覆層。例如，該方法可包括例如噴涂、浸漬等任何涂覆方法，然而由于這些方法對在相關(guān)領(lǐng)域中工作的人員來講是公知的，所以不再更詳細地闡述。在正極活性材料層中，基于正極活性材料層的總重量，可以以大約90wt%至大約 98wt%的量包含正極活性材料。正極活性材料層還可包括粘合劑和導(dǎo)電材料。基于正極活性材料層的總重量，可以分別以大約至大約5wt%的量包含粘合劑和導(dǎo)電材料。粘合劑提高正極活性材料顆粒彼此之間以及正極活性材料顆粒與集流體之間的粘合性能。粘合劑的示例包括從聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、二乙?；w維素、 聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亞乙基氧聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡膠、丙烯酸(酯)化的丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、尼龍等中選擇的至少一種，然而不限于此。包含導(dǎo)電材料來提高電極導(dǎo)電性。任何導(dǎo)電材料可被用作導(dǎo)電材料，除非其導(dǎo)致化學(xué)變化。導(dǎo)電材料的示例包括基于碳的材料、基于金屬的材料、導(dǎo)電聚合物或它們的混合物，基于碳的材料例如為天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑和碳纖維等；基于金屬的材料包括銅、鎳、鋁、銀等的金屬粉末或金屬纖維；導(dǎo)電聚合物例如為聚亞苯基衍生物。集流體可以是Al箔，然而不限于此。正電極可由包括將活性材料、導(dǎo)電材料和粘合劑混合在溶劑中以制備活性材料組合物并將所述組合物涂覆在集流體上的步驟的方法來制造。電極制造方法是公知的，因此在本說明書中不詳細描述。溶劑包括N-甲基吡咯烷酮等，然而不限于此。非水電解質(zhì)包括非水有機溶劑和鋰鹽。非水有機溶劑用作傳輸參與電池的電化學(xué)反應(yīng)的離子的媒介。非水有機溶劑可包括基于碳酸酯的溶劑、基于酯的溶劑、基于醚的溶劑、基于酮的溶劑、基于醇的溶劑或非質(zhì)子性溶劑?；谔妓狨サ娜軇┑氖纠砂ㄌ妓岫柞?DMC)、 碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯 (MEC)、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)和碳酸亞丁酯(BC)等?；邗サ娜軇┑氖纠砂ㄒ宜峒柞?、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、Y-丁內(nèi)酯、癸內(nèi)酯、戊內(nèi)酯、甲瓦龍酸內(nèi)酯(mevalonolactone)和己內(nèi)酯等?；诿训娜軇┑氖纠砂ǘ∶?、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、乙二醇二甲醚、2-甲基四氫呋喃和四氫呋喃等，基于酮的溶劑的示例包括環(huán)己酮等?；诖嫉娜軇┑氖纠ㄒ掖己彤惐嫉?。非質(zhì)子溶劑的示例包括腈，例如R_CN(其中，R是包括雙鍵、芳香環(huán)或醚鍵的C2至C2tl的直鏈烴基、支鏈烴基或環(huán)烴基)；酰胺，例如二甲基甲酰胺；二氧戊環(huán)，例如1，3_ 二氧戊環(huán)；環(huán)丁砜等。非水有機溶劑可以單獨使用或以混合物使用。當非水有機溶劑以混合物使用時， 可根據(jù)期望的電池性能來控制混合比例?；谔妓狨サ娜軇┛砂ōh(huán)碳酸酯與鏈碳酸酯的混合物。環(huán)碳酸酯和鏈碳酸酯以大約1 1至大約1 9的體積比混合在一起。當該混合物用于電解質(zhì)中時，其可具有提高了的性能。另外，非水有機電解質(zhì)還可包括基于芳香烴的溶劑以及基于碳酸酯的溶劑。基于碳酸酯的溶劑和基于芳香烴的溶劑可以以大約1 1至大約30 1的體積比混合在一起。可由下面的化學(xué)式2表示基于芳香烴的有機溶劑。[化學(xué)式2]
權(quán)利要求
1.一種可再充電鋰電池的負極活性材料，所述負極活性材料包括由下面的化學(xué)式1表示的化合物，[化學(xué)式1] SiCx其中，0. 05彡X彡1. 5 ； 其中，所述化合物為非晶的。
2.如權(quán)利要求1所述的負極活性材料，其中，χ為0.25至0. 95。
3.如權(quán)利要求1所述的負極活性材料，其中，通過傅里葉變換紅外光譜測量，所述化合物具有從740CHT1至780CHT1的峰。
4.如權(quán)利要求1所述的負極活性材料，其中，通過使用CuKα作為輻射源的X射線衍射測量，所述化合物從35°至38°不具有顯著的峰。
5.如權(quán)利要求1所述的負極活性材料，其中，所述負極活性材料還包括在負極活性材料的表面上的碳層。
6.如權(quán)利要求5所述的負極活性材料，其中，基于負極活性材料和碳層的總重量，碳層為從 5wt%M 20wt%o
7.如權(quán)利要求1所述的負極活性材料，所述負極活性材料還包括基于無定形碳的材料。
8.如權(quán)利要求1所述的負極活性材料，所述負極活性材料還包括基于無定形碳的材料，其中，基于無定形碳的材料以10 90wt%至90 IOwt%的比例與所述化合物混合。
9.如權(quán)利要求8所述的負極活性材料，其中，所述化合物與基于無定形碳的材料以 20 8(^1%至60 40wt%的比例混合。
10.如權(quán)利要求7所述的負極活性材料，其中，當利用CuKα測量X射線衍射時，基于無定形碳的材料在002面上具有0. 34nm至0. 4nm的層間距d002。
11.如權(quán)利要求7所述的負極活性材料，其中，當利用CuKa測量X射線衍射時，基于無定形碳的材料具有2nm至5nm的微晶尺寸。
12.如權(quán)利要求7所述的負極活性材料，其中，基于無定形碳的材料在范圍為0.2V至 1. 5V的Li/Li+電勢區(qū)中具有可逆的容量。
13.如權(quán)利要求7所述的負極活性材料，其中，基于無定形碳的材料在范圍為0.2V至 0. 5V的Li/Li+電勢區(qū)中具有可逆的容量，其中，在所述電勢區(qū)中，基于無定形碳的材料具有全部可逆容量的70%。
14.一種可再充電鋰電池，所述可再充電鋰電池包括負電極，包括負極活性材料，所述負極活性材料包括由下面的化學(xué)式1表示的化合物；正電極，包括正極活性材料；非水電解質(zhì)，[化學(xué)式1]SiCx其中，0. 05彡X彡1. 5 ； 其中，化合物為非晶的。
15.如權(quán)利要求14所述的可再充電鋰電池，其中，χ為0.25至0. 95。
16.如權(quán)利要求14所述的可再充電鋰電池，其中，通過傅里葉變換紅外光譜分析測量， 所述化合物具有從740CHT1至780CHT1的峰。
17.如權(quán)利要求14所述的可再充電鋰電池，其中，通過使用CuKa作為輻射源的X射線衍射光譜測量，所述化合物從35°至38°不具有顯著的峰。
18.如權(quán)利要求14所述的可再充電鋰電池，其中，負極活性材料還包括碳層。
19.如權(quán)利要求18所述的可再充電鋰電池，其中，基于負極活性材料和碳層的總重量， 碳層為從5wt %至20wt %。
20.如權(quán)利要求14所述的可再充電鋰電池，所述可再充電鋰電池還包括基于無定形碳的材料。
21.如權(quán)利要求14所述的可再充電鋰電池，其中，所述負極活性材料還包括基于無定形碳的材料，其中，基于無定形碳的材料以10 90wt%至90 IOwt%的比例與所述化合物混合。
22.如權(quán)利要求14所述的可再充電鋰電池，其中，所述化合物與基于無定形碳的材料以20 8(^1%至60 40wt%的比例混合。
23.如權(quán)利要求20所述的可再充電鋰電池，其中，在利用CuKa的X射線衍射測量中， 基于無定形碳的材料在002面上具有0. 34nm至0. 4nm的層間距d002。
24.如權(quán)利要求20所述的可再充電鋰電池，其中，在利用CuKa的X射線衍射測量中， 基于無定形碳的材料具有2nm至5nm的微晶尺寸。
全文摘要
公開的是一種可再充電鋰電池的負極活性材料及包括其的可再充電鋰電池。負極活性材料包括由下面的化學(xué)式1表示的含硅化合物，化學(xué)式1為SiCx，其中，0.05≤x≤1.5；其中，化合物基本上為非晶的。
文檔編號H01M4/58GK102403497SQ20111028218
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者李美榮, 李鐘基, 沈揆允, 石田澄人 申請人:三星Sdi株式會社