CN108933276A - 锂二次电池 - Google Patents

锂二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN108933276A
CN108933276A CN201810530934.4A CN201810530934A CN108933276A CN 108933276 A CN108933276 A CN 108933276A CN 201810530934 A CN201810530934 A CN 201810530934A CN 108933276 A CN108933276 A CN 108933276A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode
lithium secondary
secondary battery
natural graphite
active material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810530934.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108933276B (zh
Inventor
尹德永
李智喜
金相珍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK On Co Ltd
Original Assignee
SK Innovation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SK Innovation Co Ltd filed Critical SK Innovation Co Ltd
Publication of CN108933276A publication Critical patent/CN108933276A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108933276B publication Critical patent/CN108933276B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material

Abstract

本发明涉及一种锂二次电池，其包括阴极、阳极和非水电解质。阳极包括阳极活性材料，该阳极活性材料包含人造石墨和天然石墨的混合物。天然石墨的球形度为0.96或更大。包括该阳极的锂二次电池具有提高的使用寿命和功率特性。

Description

锂二次电池
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年5月29日向韩国知识产权局(KIPO)提交的申请号为10-2017-0065943的韩国专利申请的优先权，其全部公开通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种具有提高的功率和使用寿命特性的锂二次电池。
背景技术
根据信息和显示技术的发展，对作为诸如便携式摄像机、移动电话、膝上型计算机等的移动电子装置的电源的锂二次电池的需求正在增加。
近来，二次电池正在被开发和应用作为电动汽车的环境友好型电源、不间断电源、电力驱动工具。
锂二次电池可以包括阴极和阳极，阴极和阳极中的每一个都包括集流体和涂覆在其上的活性材料。多孔隔离层可以被***在阴极和阳极之间以形成电极组件。电极组件可以由包含锂盐的非水电解质浸渍。诸如锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)、锂锰氧化物(LiMnO2)等的过渡金属化合物可以被用作锂二次电池的阴极活性材料。通常可以具有高软化度的诸如天然石墨或人造石墨等的结晶碳基材料或可以通过在约1000℃至约1500℃的低温下碳化碳氢化合物材料或聚合物而获得的具有伪石墨结构或乱层结构的无定形或低结晶碳基材料可以被用作锂二次电池的阳极活性材料。
然而，包含天然石墨作为阳极活性材料的锂二次电池可能具有高电极膨胀率，从而导致较短的使用寿命。如果引入人造石墨作为阳极活性材料以克服较短的使用寿命，则电池的功率输出可能不会提高，并且电阻可能会增大。如果高密度活性材料混合物被用于电极以实现高容量的锂二次电池，则使用寿命也可能劣化，并且高性能电池可能不容易被实现。
例如，公开号为1057162的韩国注册专利公布公开了一种可能不提供足够的功率输出和使用寿命的金属-碳复合物阳极活性材料。
发明内容
根据本发明的方面，提供一种具有提高的功率和使用寿命特性的锂二次电池。
根据示例性实施例，锂二次电池包括阴极、阳极和非水电解质。阳极包括阳极活性材料，该阳极活性材料包含人造石墨和天然石墨的混合物。天然石墨的球形度为0.96或更大。
在一些实施例中，天然石墨的球形度可以是0.98或更大。
在一些实施例中，天然石墨的平均粒径(D50)可以在9μm至14μm的范围内。
在一些实施例中，天然石墨的粒度分布中的半值宽度可以是10μm或更小。
在一些实施例中，天然石墨的粒度分布中的半值宽度可以是9μm或更小。
在一些实施例中，天然石墨和人造石墨的混合重量比可以在10:1至1:1的范围内。
在一些实施例中，由下面的等式1表示的阳极膨胀率可以是20％或更小。
[等式1]
阳极膨胀率(％)＝100×(T2-T1)/(T1)
在等式1中，T1是在0％SOC(荷电状态)下的阳极的厚度，并且T2是在100％SOC下的阳极的厚度。
具体实施方式
根据本发明的示例性实施例，提供一种包括阴极、阳极和非水电解质的锂二次电池。阳极包括阳极活性材料，该阳极活性材料包含人造石墨和具有0.96或更大的球形度的天然石墨的混合物，使得锂二次电池可以具有提高的功率输出和使用寿命。
在下文中，将参照示例性实施例详细地描述本发明。然而，本领域技术人员将理解，提供这样的实施例是为了进一步理解本发明的精神，并且不限制如在详细的说明书和所附权利要求中所公开的待保护的主题。
阳极活性材料和阳极
根据示例性实施例，阳极包括阳极活性材料，该阳极活性材料包含人造石墨和具有0.96或更大的球形度的天然石墨的混合物。
本文使用的术语“球形度”可以如下定义：
球形度＝与天然石墨颗粒的投影具有相同面积的圆的周长/天然石墨颗粒的投影的实际周长
根据示例性实施例，人造石墨可以被混合在阳极活性材料中，使得可以防止在混合过程中过滤器堵塞或较差的浆料分散，并且可以提高使用寿命和高温存储特性。
根据示例性实施例，具有0.96或更大的球形度的天然石墨可以被混合在阳极活性材料中，使得可以提高电极密度，并且可以抑制电极膨胀。因此，可以提高锂二次电池的使用寿命和功率输出。在实施例中，考虑到上述方面，天然石墨的球形度可以是0.98或更大。
进一步地，可以使用球形度为0.96或更大的天然石墨，使得可以在天然石墨和人造石墨的混合重量比变化时抑制阳极膨胀率的变化。因此，在包括根据示例性实施例的阳极的锂二次电池中可以适当地控制天然石墨和人造石墨的混合重量比。
在实施例中，阳极的电极膨胀率可以为约20％或更小，优选约17％或更小。因此，锂二次电池可以具有优异的长期稳定性和使用寿命。例如，即使在锂二次电池中进行500次充电和放电循环之后，放电容量降低率也可以在约1％至约5％。
阳极的电极膨胀率可以通过下面的等式1来计算。
[等式1]
阳极膨胀率(％)＝100×(T2-T1)/(T1)
在等式1中，T1是在0％SOC(荷电状态)下的阳极的厚度，并且T2是在100％SOC下的阳极的厚度。
在0％SOC下的阳极的厚度是在电池基本上完全放电的状态下的厚度。完全放电状态可包括例如在阳极制造之后的未充电状态、理论上完全放电状态或基本完全放电状态(例如，在理论上完全放电状态的±0.5％内)。
在100％SOC下的阳极的厚度是在电池基本上完全充电的状态下的厚度。完全充电状态可以指相对于正常使用中的电池容量的最大充电状态，并且可以包括理论上完全充电状态的±0.5％的范围。
对于0％或100％SOC的充电和放电条件可以适当调整。例如，充电条件可以被设置为CC-CV 1.0C 4.2V 0.1C CUT-OFF，并且放电条件可以被设置为CC 1.0C 2.5V CUT-OFF。
如下所述，可以通过调节石墨颗粒的平均直径、球团(pellet)密度、颗粒密度变化率、PSD半值宽度、天然石墨和人造石墨的混合重量比等来控制阳极膨胀率。
在一些实施例中，平均粒径(D50)可以在约9μm至约14μm的范围内。本文使用的术语“D50”表示在累积粒度分布中50％体积分数时的粒径。
如果平均粒径(D50)小于约9μm，则阳极中的孔可能不容易控制，并且浸渍均匀性可能劣化。如果平均粒径(D50)超过约14μm，则电极厚度可能增加并且电极膨胀率可能不容易控制。
包含天然石墨作为阳极活性材料的二次电池的功率输出可能受粒径影响。根据示例性实施例，在约9μm至约14μm，优选地在约10μm至约12μm的D50范围内，可以提高来自阳极活性材料的功率输出。在该范围内，可以实现提高的功率输出，同时防止在重复充电和放电期间电极的过度变形。
在实施例中，可以使用具有由下面的等式2表示的球团密度为0.06或更小的天然石墨。在该情况下，可以有效地抑制阳极电极的膨胀率。在该范围内，活性材料颗粒的填充可以被有效地实施，使得天然石墨颗粒之间的孔可以被最小化。优选地，球团密度变化率可以为0.04或更小，使得可以改善活性材料颗粒的填充以更有效地抑制阳极膨胀率。
[等式2]
球团密度变化率＝(Da-Db)/(a-b)
在上面的等式2中，Da表示通过将2.5g天然石墨放入具有1cm直径的孔中并且然后施加8kN的压力5秒来测量的球团密度(g/cc)，Db表示通过施加1kN的压力5秒而测得的球团密度，a表示8kN并且b表示1kN。
可以使用粉末电阻测量装置来测量球团密度。具体地，2.5g天然石墨可以被放入直径1cm的孔中，并且然后施加预定压力5秒。可以使用微量规测量加压状态下的孔的高度以获得体积，并且可以通过下面的等式3计算球团密度。
[等式3]
球团密度(D)＝m/V
在上面的等式3中，m表示在特定压力下阳极活性材料的重量(g)，并且V表示在特定压力下阳极活性材料的体积(cc)。
用于获得球团密度变化率的方法没有具体限制。例如，相对于天然石墨颗粒的粒径分布中的半值宽度可以被设置为10μm或更小以获得球团密度。在实施例中，半值宽度可以被设置为9μm或更小，以获得具有改善了活性物质颗粒的填充的天然石墨。
当天然石墨颗粒的粒度分布图中的纵轴的值是图的最大值的一半时，这两个值之间的横轴的宽度可以被确定为本文使用的半值宽度。
本文使用的天然石墨可以是在其的至少边缘部分上由碳化物层涂覆的天然石墨。可以通过用煤基或石油基沥青、焦油或其混合物涂覆芯碳材料，并且然后通过烧制而碳化以具有低结晶度来形成碳化物层。本文使用的术语“低结晶度”可以表示碳化物层的结晶度小于天然石墨的结晶度。碳化物层可以填充天然石墨中的微孔以降低比表面积，因此可以减少发生电解质分解反应的位置，使得可以提高锂二次电池的充电/放电效率、循环容量保持率和使用寿命特性。
例如，在制造由碳化物层涂覆的天然石墨时，可以通过湿法或干法来混合颗粒状天然石墨和衍生自煤或石油的碳基材料，以在天然石墨上形成碳涂层。在其上包括涂覆层的天然石墨可以被烧制以在天然石墨的至少边缘部分上形成碳化物层。
在实施例中，在阳极活性材料中天然石墨和人造石墨的混合重量比可以在10:1至1:1，优选地在9:1至7:3的范围内。在该范围内，可以增加阳极密度并且可以显著降低电极膨胀率，使得可以进一步提高锂二次电池的使用寿命和功率输出特性。
在一些实施例中，在不脱离本发明的精神和构思的情况下，阳极活性材料可以进一步包括常用在锂二次电池的阳极中的成分。例如，阳极活性材料可以进一步包括锂、锂合金、钛酸锂、硅、锡合金、焦炭、燃烧的有机聚合物或碳纤维中的至少一种。附加成分的量可以是，例如10wt％或更少。优选地，附加成分可以不被包括在阳极活性材料中。
阴极活性材料
根据示例性实施例，可以使用通常用于传统电化学装置的阴极的阴极活性材料。例如，可以优选地使用锂插层化合物，诸如包含锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物或其组合的复合氧化物。
锂二次电池
根据示例性实施例，还提供一种使用如上所述的阴极活性材料和阳极活性材料的锂二次电池。
锂二次电池可以包括阴极、阳极和非水电解质。
可以将阴极活性材料和阳极活性材料的每一个与溶剂以及可选地与粘合剂、导电剂、分散剂等混合并搅拌以形成混合物。该混合物可以被涂覆在金属集流体上，并且然后压制并干燥以形成阴极和阳极。
粘合剂可以包括，例如，诸如偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物(PVDF-co-HFP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯等的有机粘合剂，或者诸如可以与诸如羧甲基纤维素(CMC)的增稠剂一起使用的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的水性粘合剂。
导电碳基材料可以被用作导电剂。
金属集流体可以包括具有高电导率的金属，其在电池的电压范围内可以不具有反应性，并且可以容易地涂覆阳极活性材料或阴极活性材料的混合物。阴极集流体可以包括例如由铝、镍或其组合制成的箔。阳极集流体可以包括例如铜、金、镍、铜合金或其组合。
隔膜可以被***在阴极和阳极之间。隔膜可以包括多孔聚合物膜。例如，可以使用包括乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物或乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物中的至少一种的聚烯烃基聚合物。传统的多孔无纺织物、高熔点玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维也可以被用于隔膜。隔膜可以通过与电极缠绕、层压、堆叠、折叠等而应用在电池中。
非水电解质可以包含锂盐和有机溶剂。可以使用通常用于锂二次电池的电解质中的锂盐。有机溶剂的非限制性实例可以包括碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯、碳酸氟乙烯酯(FEC)、二甲亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、碳酸亚乙烯酯、环丁砜、γ-丁内酯、亚硫酸丙烯酯、四氢呋喃等。这些可以单独使用或以其组合形式使用。
非水电解质可以被注入到包括阴极、阳极和介于其间的隔膜的电极组件中以形成锂二次电池。
例如，可以使用罐将锂二次电池制造成圆柱形，或可以将锂二次电池制造为袋形或硬币形。
在下文中，提出优选实施例以更具体地描述本发明。然而，以下实施例被给出仅用于说明本发明，并且相关领域的技术人员将显而易见地理解的是，在本发明的范围和精神内可以进行各种改变和变型。这样的改变和变型被充分地包括在所附权利要求中。
示例1
<阳极的制造>
将球形度为0.96、D50为10μm、PSD半值宽度为8.4μm的天然石墨和D50为15μm的人造石墨以7:3的重量比混合来制备阳极活性材料。通过将苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)以5:5的重量比混合来制备水性粘合剂，并且使用片状石墨作为导电剂。
将阳极活性材料、导电剂和粘合剂以93:5:2的重量比混合，并且然后分散在水中以形成阳极浆料。将阳极浆料涂覆在铜薄膜层上，干燥并且在3.8MPa的压力下压制以形成用于锂二次电池的阳极。
使用马尔文(Malvern)有限公司制造的Morphologi G3来测量天然石墨的球形度。
<锂二次电池的制造>
使用如上制备的阳极、包含LiNiMnCoO2的阴极、隔膜(卡尔格德(Celgard)2400)和铝外壳来形成锂二次电池。制备的电池的尺寸为4.5mm(厚度)×64mm(宽度)×95mm(长度)，并且制备的电池的容量为2,000mAh。
示例2至12和比较例1至3
除了参数或条件如下表1所示的改变之外，通过与示例1的方法相同的方法制备示例2至12和比较例1至3的锂二次电池。
实验例
1.测量阳极膨胀率
测量每个示例和比较例中的阳极在充电前的厚度作为T1，并且在真空干燥1天后制备电池单元(cell)。电池单元被充电(CC-CV 1.0C 4.2V 0.1C CUT-OFF)，并且然后在干燥室中被拆开。测量阳极的厚度作为T2，并且基于下面的等式1获得阳极膨胀率。结果在下表1中示出。
[等式1]
阳极膨胀率(％)＝100×(T2-T1)/(T1)
2.评估功率输出
在示例和比较例的每个电池中，使用HPPC(自由汽车电池试验手册的混合脉冲功率表征)方法来测量50％SOC下的功率输出特性。结果在下表1中示出。
3.评估使用寿命特性
在示例和比较例的每个电池中重复充电(CC-CV 1.0C 4.2V 0.1C CUT-OFF)和放电(CC 1.0C 2.5V CUT-OFF)1500次循环。计算第1500次循环的放电容量相对于第一次循环的放电容量的比率(％)，以评估每个电池的使用寿命。结果在下表1中示出。
[表1]
参照表1，示例的锂二次电池示出提高的使用寿命特性和更高的功率特性。
根据天然石墨和人造石墨的混合重量比，示例2和示例3的电池的功率和使用寿命特性比示例1的电池的功率和使用寿命特性更大。示例5和示例6的电池的功率和使用寿命特性比示例4的电池的功率和使用寿命特性更大。示例8和示例9的电池的功率和使用寿命特性比示例7的电池的功率和使用寿命特性更大。示例11和示例12的电池的功率和使用寿命特性比示例10的功率和使用寿命特性更大。
如实施例1至6，当半值宽度为9μm或更小，平均粒径在9μm至14μm的范围内时，使用寿命和功率特性得到进一步提高。
然而，比较例的电池显示了劣化的使用寿命和功率特性。

Claims (7)

1.一种锂二次电池，其包括：
阴极；阳极；以及非水电解质，
其中所述阳极包括阳极活性材料，所述阳极活性材料包含人造石墨和天然石墨的混合物，
其中所述天然石墨的球形度为0.96或更大。
2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述天然石墨的球形度为0.98或更大。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述天然石墨的平均粒径，即D50在9μm至14μm的范围内。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述天然石墨的粒度分布中的半值宽度为10μm或更小。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述天然石墨的粒度分布中的半值宽度为9μm或更小。
6.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述天然石墨和所述人造石墨的混合重量比在10:1至1:1的范围内。
7.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中由下面的等式1表示的阳极膨胀率为20％或更小：
[等式1]
阳极膨胀率(％)＝100×(T2-T1)/(T1)
其中，在所述等式1中，T1是在0％SOC，即0％荷电状态下的所述阳极的厚度，并且T2是在100％SOC下的所述阳极的厚度。
CN201810530934.4A 2017-05-29 2018-05-29 锂二次电池 Active CN108933276B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170065943A KR20180130182A (ko) 2017-05-29 2017-05-29 리튬 이차 전지
KR10-2017-0065943 2017-05-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108933276A true CN108933276A (zh) 2018-12-04
CN108933276B CN108933276B (zh) 2024-01-02

Family

ID=64401550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810530934.4A Active CN108933276B (zh) 2017-05-29 2018-05-29 锂二次电池

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11145888B2 (zh)
KR (3) KR20180130182A (zh)
CN (1) CN108933276B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021184531A1 (zh) * 2020-03-20 2021-09-23 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
WO2024000095A1 (zh) * 2022-06-27 2024-01-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 负极极片、二次电池、电池模组、电池包及用电装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180130182A (ko) * 2017-05-29 2018-12-07 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 이차 전지
KR102347003B1 (ko) 2018-12-17 2022-01-05 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 음극 활물질, 이를 포함하는 음극 및 이의 제조방법
WO2020149622A1 (ko) * 2019-01-14 2020-07-23 주식회사 엘지화학 음극 및 상기 음극을 포함하는 이차 전지

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1846321A (zh) * 2003-09-05 2006-10-11 日立化成工业株式会社 非水电解液蓄电池用负极材料、其制造方法、使用该负极材料的非水电解液蓄电池用负极及非水电解液蓄电池
CN1937289A (zh) * 2004-09-17 2007-03-28 索尼株式会社 粉状石墨和非水电解液二次电池
CN101485017A (zh) * 2006-06-02 2009-07-15 日本碳素株式会社 锂离子二次电池用负极活性物质和负极
CN102057524A (zh) * 2008-04-10 2011-05-11 浦项化工技术公司 二次电池的负极活性材料以及包含该负极活性材料的电极和二次电池
CN102150307A (zh) * 2008-07-17 2011-08-10 中央电气工业株式会社 混合碳材料和非水系二次电池用负极
CN102347481A (zh) * 2011-10-14 2012-02-08 黑龙江省牡丹江农垦奥宇石墨深加工有限公司 超细球形石墨及其制备方法和应用
JP2012084519A (ja) * 2010-09-16 2012-04-26 Mitsubishi Chemicals Corp 非水電解液二次電池用負極材及びこれを用いた負極並びに非水電解液二次電池
CN104218227A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 浦项化工技术公司 可再充电锂电池用负极活性物质、其制备方法和包括它的可再充电锂电池
CN105050952A (zh) * 2013-03-26 2015-11-11 三菱化学株式会社 碳材料、使用该碳材料的非水系二次电池
CN105659417A (zh) * 2013-12-20 2016-06-08 株式会社Lg化学 负极活性材料和包含其的锂二次电池
CN106463727A (zh) * 2014-03-31 2017-02-22 Nec 能源元器件株式会社 基于石墨的负电极活性材料、负电极和锂离子二次电池
CN106611854A (zh) * 2015-10-27 2017-05-03 三星Sdi株式会社 用于可再充电锂电池的负极活性材料和可再充电锂电池

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002348110A (ja) * 2001-05-28 2002-12-04 Mitsui Mining Co Ltd 黒鉛粒子、及びその製造方法
DE102006031262A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-10 Merck Patent Gmbh Fluortenside
JP5268023B2 (ja) 2006-08-17 2013-08-21 三菱化学株式会社 リチウムイオン二次電池用負極活物質及びその製造方法並びにそれを用いたリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池
EP2128916A4 (en) * 2006-12-26 2016-11-30 Mitsubishi Chem Corp COMPOSITE GRAPHITE PARTICLES FOR NONAQUEOUS SECONDARY BATTERIES, NEGATIVE ELECTRODE MATERIAL CONTAINING THE SAME, NEGATIVE ELECTRODES, AND NONAQUEOUS SECONDARY BATTERIES
CN102089240B (zh) * 2008-07-15 2016-06-08 杜伊斯堡-艾森大学 ***硅和/或锡的多孔碳基底
KR101057162B1 (ko) 2008-12-01 2011-08-16 삼성에스디아이 주식회사 음극활물질, 이를 구비하는 음극 및 리튬이차전지
JP5601186B2 (ja) 2010-12-15 2014-10-08 日産自動車株式会社 双極型電極の製造方法
CN103477476B (zh) 2011-03-29 2017-09-08 三菱化学株式会社 非水系二次电池用负极碳材料、负极以及非水系二次电池
KR101631735B1 (ko) 2013-05-27 2016-06-17 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 음극재 및 이의 제조방법
WO2015093894A1 (ko) * 2013-12-20 2015-06-25 주식회사 엘지화학 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
EP3216071B1 (en) * 2014-11-03 2022-01-05 24m Technologies, Inc. Battery cell comprising a semi-solid electrode
KR102356994B1 (ko) 2015-06-19 2022-02-03 에스케이온 주식회사 이차전지용 음극 및 이로부터 제조된 리튬이차전지
KR102640199B1 (ko) * 2016-06-22 2024-02-22 에스케이온 주식회사 리튬 이차 전지
EP3477749A4 (en) * 2016-06-23 2019-06-26 Showa Denko K.K. GRAPHITE MATERIAL AND SECONDARY BATTERY ELECTRODE THEREWITH
KR20180130182A (ko) * 2017-05-29 2018-12-07 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 이차 전지

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1846321A (zh) * 2003-09-05 2006-10-11 日立化成工业株式会社 非水电解液蓄电池用负极材料、其制造方法、使用该负极材料的非水电解液蓄电池用负极及非水电解液蓄电池
CN1937289A (zh) * 2004-09-17 2007-03-28 索尼株式会社 粉状石墨和非水电解液二次电池
CN101485017A (zh) * 2006-06-02 2009-07-15 日本碳素株式会社 锂离子二次电池用负极活性物质和负极
CN102057524A (zh) * 2008-04-10 2011-05-11 浦项化工技术公司 二次电池的负极活性材料以及包含该负极活性材料的电极和二次电池
CN102150307A (zh) * 2008-07-17 2011-08-10 中央电气工业株式会社 混合碳材料和非水系二次电池用负极
JP2012084519A (ja) * 2010-09-16 2012-04-26 Mitsubishi Chemicals Corp 非水電解液二次電池用負極材及びこれを用いた負極並びに非水電解液二次電池
CN102347481A (zh) * 2011-10-14 2012-02-08 黑龙江省牡丹江农垦奥宇石墨深加工有限公司 超细球形石墨及其制备方法和应用
CN105050952A (zh) * 2013-03-26 2015-11-11 三菱化学株式会社 碳材料、使用该碳材料的非水系二次电池
CN104218227A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 浦项化工技术公司 可再充电锂电池用负极活性物质、其制备方法和包括它的可再充电锂电池
CN105659417A (zh) * 2013-12-20 2016-06-08 株式会社Lg化学 负极活性材料和包含其的锂二次电池
CN106463727A (zh) * 2014-03-31 2017-02-22 Nec 能源元器件株式会社 基于石墨的负电极活性材料、负电极和锂离子二次电池
CN106611854A (zh) * 2015-10-27 2017-05-03 三星Sdi株式会社 用于可再充电锂电池的负极活性材料和可再充电锂电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021184531A1 (zh) * 2020-03-20 2021-09-23 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
WO2024000095A1 (zh) * 2022-06-27 2024-01-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 负极极片、二次电池、电池模组、电池包及用电装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20180342755A1 (en) 2018-11-29
KR20180130182A (ko) 2018-12-07
KR20210145100A (ko) 2021-12-01
KR20220132483A (ko) 2022-09-30
US11145888B2 (en) 2021-10-12
CN108933276B (zh) 2024-01-02
US20210384546A1 (en) 2021-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101105878B1 (ko) 리튬 이차전지용 코어-쉘형 음극 활물질 및 그 제조방법과 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN108933276A (zh) 锂二次电池
RU2412506C1 (ru) Активный материал анода для литиевых батарей, имеющий сердцевину и оболочку, способ изготовления материала и литиевая батарея, включающая этот материал
CN103035913B (zh) 正极材料、锂离子二次电池、及正极材料的制造方法
CN106463716A (zh) 非水电解质二次电池用负极、其材料、非水电解质二次电池及负极活性物质颗粒的制造方法
CN106935793A (zh) 负极、制备负极的方法及包含该负极的锂二次电池
JP2015122340A (ja) リチウム二次電池
CN104170120B (zh) 锂二次电池组、以及使用了其的电子设备、充电***和充电方法
CN102629677B (zh) 用于二次电池的隔板、其形成方法及含其的二次电池
JP5070721B2 (ja) 非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法並びに非水電解液二次電池
CN103891030B (zh) 非水电解液二次电池及其利用
JP2021506090A (ja) リチウム金属電池用負極及びそれを含むリチウム金属電池
KR20180001518A (ko) 리튬이차전지 음극용 조성물, 이를 이용한 리튬이차전지 음극 제조 방법, 이로부터 제조된 리튬이차전지 음극 및 리튬이차전지
JP2021108305A (ja) 正極及び該正極を含むリチウム電池
TW201312827A (zh) 鋰二次電池組、使用其之電子機器、充電系統及充電方法
CN105474449A (zh) 锂二次电池
CN113169317A (zh) 锂二次电池负极活性材料及包含它的锂二次电池
CN111146433B (zh) 负极及包含其的电化学装置和电子装置
CN107528065B (zh) 锂二次电池
JP5200329B2 (ja) 非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法並びに非水電解液二次電池
CN113964375A (zh) 一种电化学装置及电子装置
CN110061189A (zh) 锂二次电池
CN104508891A (zh) 非水电解质二次电池
JP5114857B2 (ja) 非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法並びに非水電解液二次電池
KR101142533B1 (ko) 금속계 아연 음극 활물질 및 이를 이용한 리튬이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220706

Address after: Seoul, South Kerean

Applicant after: Sk new energy Co.,Ltd.

Address before: Seoul, South Kerean

Applicant before: SK INNOVATION Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant