專利名稱：用于二次電池的電極活性材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種用于二次電池的電極活性材料，以及包括此電 極活性材料的二次電池。
背景技術(shù)：
一般鋰二次電池是使用可使鋰離子嵌入(intercalation) /脫出 (deintercalation)的材料作為陰極與陽(yáng)極，并通過(guò)注入有機(jī)電解質(zhì)或 高分子電解質(zhì)于陰極與陽(yáng)極之間獲得。這類鋰二次電池經(jīng)在陰極與陽(yáng) 極由鋰離子嵌入/脫出引發(fā)的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電能。
目前含碳材料已被使用為制備鋰二次電池陽(yáng)極的電極活性材料。 然而具有較高電容量之電極活性材料仍具有需求，以進(jìn)一步改善鋰二 次電池的電容量。
為了滿足需求，比含碳材料顯示更高充電/放電電容量并可與鋰形 成電化學(xué)合金的金屬，例如Si、 Al等，已經(jīng)使用在電極活性材料上。然 而這些金屬基電極活性材料因?yàn)殇嚽度肱c脫出而顯示嚴(yán)重的體積變 化，故它們會(huì)產(chǎn)生裂痕與輕微分裂。因此使用這種金屬基電極活性材 料的二次電池在重復(fù)的充電/放電循環(huán)中遭遇電容量的快速下降并顯示 出差的循環(huán)生命特征。
日本早期公開(kāi)專利號(hào)2001-297757公開(kāi)了一種電極活性材料，其結(jié) 構(gòu)基于包括能鋰嵌入/脫出元素(例如Si)的a相與實(shí)質(zhì)包括金屬間化合 物(intermetallic compound)或上述元素與另一元素b的固態(tài)溶液的/3相。
然而上述的電極活性材料仍無(wú)法充分地提供優(yōu)良的循環(huán)生命特征，而因此不能使用在鋰二次電池的實(shí)用電極活性材料上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮到上述問(wèn)題作出本發(fā)明。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一 種具有高充電/放電電容量與優(yōu)良循環(huán)生命特征的電極活性材料，以及
包括此電極活性材料的二次電池。根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的電極活性材料包
能夠反復(fù)嵌入/脫出鋰的核心層(core layer)，以及依次形成在核心層 表面的非晶碳層(amorphous carbon layer)與結(jié)晶碳層(crystalline carbon layer)。此高充電/放電電容量與優(yōu)良循環(huán)生命特征是由核心層達(dá)成的， 所述核心層包括至少兩個(gè)核心粒子，故在充電/放電循環(huán)間抑制了核心 層(例如為金屬)的體積變化，并維持在電極活性材料粒子間的高導(dǎo) 電性與傳導(dǎo)路徑。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電極活性材料，其包括依次的 能夠反復(fù)嵌入/脫出鋰的核心層、非晶碳層、與結(jié)晶碳層。其中核心層 包括至少兩個(gè)核心粒子。還提供包括上述電極活性材料的二次電池。
根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種備制上述電極活性材料的 方法，所述方法包括步驟混合金屬或類金屬(metalloid)與結(jié)晶碳以 形成核心層；以及對(duì)所得混合物在球存在的機(jī)械融合系統(tǒng)(Mechatio Fusion system)中實(shí)施機(jī)械合金化。


本發(fā)明前述及其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合附隨的附圖在以下 詳細(xì)的說(shuō)明中展現(xiàn)。
圖l是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例制備的電極活性材料的剖視圖。 圖2是根據(jù)實(shí)施例1的電極活性材料的照片，其由STEM HAADF
(掃描透射電子顯微鏡-高角度環(huán)暗場(chǎng))拍攝。
圖3系根據(jù)實(shí)施例2的電極活性材料表面的照片，其由SEM在電極
活性材料施與充電/放電循環(huán)前拍攝。圖4系根據(jù)實(shí)施例2的電極活性材料表面的照片，其由SEM在電極 活性材料施與50次充電/放電循環(huán)后拍攝。
具體實(shí)施例方式
以下將詳細(xì)描述本發(fā)明。
圖l為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例制備的電極活性材料的剖視圖根據(jù)。 如圖1所示，核心層10的表面依次覆蓋有非晶碳層20與結(jié)晶碳層30，其 中所述核心層10由電化學(xué)可充電金屬或類金屬形成。所述金屬或類金 屬核心層10包括至少兩個(gè)金屬或類金屬核心粒子。換言之，金屬或類 金屬核心層10不是僅包括一個(gè)金屬或類金屬粒子，而是包括至少兩個(gè) 金屬或類金屬核心粒子。
根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的電極活性材料可抑制充電/放電循環(huán)期間由覆 蓋在核心層上的碳層引起的核心層的體積變化。
此外，當(dāng)包含在核心層內(nèi)的核心粒子數(shù)目增加時(shí)，在核心粒子間 的空隙體積亦會(huì)增加。因此其可更有效的抑制核心層的體積變化。因 為包含在核心層的總核心粒子量有限，故當(dāng)包含在核心層的核心粒子
增加時(shí)每個(gè)核心粒子具有更小的粒徑。此外較小的核心粒子會(huì)導(dǎo)致核 心粒子與碳層接觸的面積增加，因此可更有效抑制核心層的體積變化，
并維持在電極活性粒子間的導(dǎo)電性與傳導(dǎo)路徑。因此利用根據(jù)根據(jù)本 發(fā)明的電極活性材料的鋰二次電池提供高充電/放電電容量與優(yōu)良的循 環(huán)生命特征。
結(jié)晶碳層優(yōu)選包括片狀(sheet-like)碳層單元，且所述片狀碳層 單元的c軸方向垂直于電極活性材料粒子的切線方向。
在這里使用的術(shù)語(yǔ)"片狀碳層單元"(圖1中數(shù)字40)指的是在結(jié) 晶碳層中具有相同c軸方向的復(fù)數(shù)個(gè)片狀碳層作為單元的概念。因?yàn)樗銎瑺钐紝訂卧腃軸方向垂直于電極活性材料粒子的切 線方向，每個(gè)片狀碳層單元的邊緣部份彼此互相緊密地連接。因?yàn)檫@ 樣的連接，每個(gè)片狀碳層單元并沒(méi)有邊緣部份暴露于外。因此，可抑 制涂覆層的形成以及電解質(zhì)與每個(gè)片狀碳層單元中暴露于電解質(zhì)中的 邊緣部份之間的不可逆反應(yīng)的發(fā)生。故形成結(jié)晶碳層的片狀碳層單元 可抑制在反復(fù)嵌入/脫出鋰時(shí)的核心層體積變化。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例，所述核心粒子可由能反復(fù)嵌入/脫出鋰 的金屬與類金屬形成。更優(yōu)選具有高充電/放電電容量的金屬或類金屬。
金屬或類金屬詳細(xì)的實(shí)例包括至少一種選自Si， Al， Sn， Sb， Bi， As， Ge與Pb的金屬或類金屬，或它們的合金。然而任何可電化學(xué)與可 逆鋰嵌入/脫出的金屬與類金屬均可使用且無(wú)特別限制。
核心粒子優(yōu)選具有0.01 5(Him的平均粒子直徑。如果核心粒子具有 的平均粒子直徑小于0.01(im，它們無(wú)法經(jīng)得起機(jī)械合金化處理。另一 方面，如果核心粒子具有之平均粒子直徑大于5(Hmi，縱使核心層依次 覆蓋有非晶碳層與結(jié)晶碳層，其不可能充分地抑制在充電/放電循環(huán)下 的體積變化。
結(jié)晶碳層詳細(xì)的實(shí)例包括天然石墨、人造石墨等，其具有高度的 石墨化(graphitization)。石墨基材料的詳細(xì)的實(shí)例包括中間相炭微球 (MCMB)、碳纖維、天然石墨等，但并不限于此。
非晶碳層的詳細(xì)實(shí)例包括煤焦油瀝青(coal tar pitch)、石油瀝青、 和由各種有機(jī)材料經(jīng)熱處理獲得的含碳材料，但并不限于此。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例，電極活性材料依次包括核心層、非晶 碳層與結(jié)晶碳層，提供的比例[核心層:非晶碳層:結(jié)晶碳層]為70 30重量份:0.1 50重量份:29.9 70重量份。
如果能反復(fù)嵌入/脫出鋰的核心層存在的量小于30重量份，則電極 活性材料不能被當(dāng)作高電容量電極活性材料，因?yàn)槠涞涂赡婺芰秃?心層無(wú)法包括至少兩核心粒子。若結(jié)晶碳層存在的量小于29.9重量份， 其不可能獲得充分的導(dǎo)電性。此外，如果非晶碳層存在的量小于0.1重 量份，其不可能充分地抑制體積擴(kuò)張。另一方面，如果非晶碳層存在 的量大于50重量份，其可能造成電容量與導(dǎo)電性的劣化。
非晶碳層優(yōu)選具有0.34nm或更大的層間距d002和5nm或更大的厚 度。如果非晶碳層的厚度小于5nm，其不可能充分地抑制核心層的體積 變化。如果非晶碳層的層間距小于0.34nm，在重復(fù)充電/放電循環(huán)中非 晶碳層本身會(huì)遭遇嚴(yán)重的體積變化。因此其不可能充分地抑制核心層 的體積變化，故導(dǎo)致循環(huán)生命特征的劣化。
結(jié)晶碳層優(yōu)選具有0.3354 0.35 nm的層間距d002。該最低臨界值是
石墨的層間距理論最小值，故因此任何小于最低臨界值的值都是不存 在的。碳具有的層間距大于最高臨界值時(shí)具有很差的導(dǎo)電性，故使用
相同層間距的結(jié)晶碳層顯示低導(dǎo)電性。因此在此情況下，鋰嵌入/脫出 無(wú)法順利進(jìn)行。
雖然對(duì)于結(jié)晶碳層的厚度沒(méi)有特別的限制，結(jié)晶碳層的厚度優(yōu)選 1~10微米。如果結(jié)晶碳層的厚度小于l微米，很難確保電極活性材料粒
子間的導(dǎo)電性夠充分。另一方面，如果結(jié)晶碳層的厚度大于io微米，
含碳材料對(duì)電極活性材料的比例會(huì)過(guò)高而無(wú)法獲得高充電/放電電容
旦 里。
根據(jù)本發(fā)明之電極活性材料可經(jīng)由下列方法獲得，其步驟包括
混合金屬或類金屬與結(jié)晶碳以形成核心層；且對(duì)此混合物在具有球的
機(jī)械融合系統(tǒng)中實(shí)施機(jī)械合金化，其。在此"機(jī)械合金化"是指通過(guò)施加機(jī)械力形成具有均勻組成的合金。
在第一步驟中，金屬或類金屬可與結(jié)晶碳以下述比例混合，[金屬
或類金屬:結(jié)晶碳]為70 30重量份:30 70重量份。
在第二步驟中，球可與由第一步驟獲得的混合物以下述比例混合， [球:第一步驟混合物]為50 98重量份:50 2重量份。若比例小于50:50， 則無(wú)法傳送壓應(yīng)力至混合物。另一方面，若比例大于98:2，所使用的球 過(guò)多會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降。
此外，使用在第二步驟的球包括具有0.1 10mm直徑的不銹鋼球或 氧化鋯球。
根據(jù)本發(fā)明的電極可由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)方法制造。例 如根據(jù)本發(fā)明的電極活性材料可與粘合劑和溶劑混合，以及選擇性地 與導(dǎo)電劑和分散劑混合，這些混合物經(jīng)攪拌以提供漿料。隨后，漿料 施加于金屬集流體上，且該涂覆有漿料的集流體壓縮并干燥以提供電 極。
粘合劑和導(dǎo)電劑之使用量基于電極活性材料的重量，分別為1 10 重量份與1 30重量份。
用于本發(fā)明的粘合劑的詳細(xì)實(shí)例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏 氟乙烯(PVdF)等。
一般，使用于本發(fā)明的導(dǎo)電劑包括炭黑。商業(yè)可得的導(dǎo)電劑包括 乙炔黑基導(dǎo)電劑(由Chevron化學(xué)公司或Gulf石油公司提供)、Ketjen Black EC系列(由Armak公司提供)、Vulcan XC-72 (由Cabot公司提 供)與Super P (由MMMCo.提供)。金屬集流體包括具有高導(dǎo)電性的金屬。任何可使電極活性材料漿 料易于粘著于之上的金屬均可被使用，只要它在電池的驅(qū)動(dòng)電壓范圍 下不顯示反應(yīng)性即可。集流體的常規(guī)實(shí)例包括網(wǎng)、箔等，由鋁、銅、 金、鎳、鋁合金、或其組合制得。
施加漿料至集流體的方法亦無(wú)特別的限制。例如漿料可經(jīng)由刮刀 涂布、浸涂或刷涂工藝施加于集流體上。施加于集流體的漿料量無(wú)特 別的限制。然而優(yōu)選施加于集流體的漿料量，使在移除溶劑或分散劑
之后形成的電極活性材料在0.005 5mm的范圍間，更優(yōu)選0.05 2mm。
此外，移除溶劑或分散劑的方法無(wú)特別的限制。然而優(yōu)選溶劑或分 散劑較佳蒸發(fā)得愈快愈好，使得在活性材料層中因無(wú)應(yīng)力集中而無(wú)裂痕 發(fā)生，且活性材料層與集流體間無(wú)應(yīng)力集中和分裂發(fā)生。例如涂覆活性 材料漿料的集流體可在溫度50 200。C下于真空烘箱中干燥0.5 3天。
根據(jù)本發(fā)明的二次電池可使用本發(fā)明的電極活性材料根據(jù)本領(lǐng)域 技術(shù)人員公知的常規(guī)方法制造。例如二次電池可由插入多孔隔膜于陰 極與陽(yáng)極之間形成電極組裝獲得，隨后并注入電解質(zhì)于其中。二次電 池包括鋰離子二次電池、鋰聚合物二次電池或鋰離子聚合物二次電池。
電解質(zhì)可包括非水溶劑與電解質(zhì)鹽。
可以使用目前使用于非水電解質(zhì)的任何非水溶劑而無(wú)特別限制。 非水溶劑詳細(xì)的實(shí)例包括環(huán)狀碳酸酯、線性碳酸酯、內(nèi)酯(lactones)、
醚、酯、和/或酮。
環(huán)狀碳酸酯的詳細(xì)實(shí)例包括碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、 碳酸亞丁酯(BC)等。線性碳酸酯的優(yōu)選實(shí)例子包括碳酸二乙酯(DEC)、 碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸 甲丙酯(MPC)等。內(nèi)酯的詳細(xì)實(shí)例包括Y-丁酸內(nèi)酯(GBL)。醚的詳細(xì)實(shí)例包括二丁醚、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、1,4-二氧六環(huán)、1，2-
二甲氧基乙烷等。此外，酯的詳細(xì)實(shí)例包括醋酸甲酯、醋酸乙酯、丙
酸甲酯、新戊酸甲酯等。酮的詳細(xì)實(shí)例包括聚甲基乙烯基酮。這些非 水溶劑可單獨(dú)使用或組合使用。
使用于非水電解質(zhì)中的任何電解質(zhì)鹽均可使用于本發(fā)明中而無(wú)特 別的限制。電解質(zhì)鹽的實(shí)例子包括但不限于以分子式A+B-表示的鹽類， 其中A+表示為選自Li+、 Na+、 K+及其組合的堿金屬陽(yáng)離子，而B(niǎo)-表示 選自PF《-、BF/、 Cl-、 Br、 I_、 C10/、 AsFfi_、 CH,COj、 CF，SO/、 N(CF3S02)2_、 C(CF2SO》3-及其組合的陰離子。尤其優(yōu)選鋰鹽。這些電 解質(zhì)鹽可單獨(dú)使用或組合使用。
根據(jù)本發(fā)明之二次電池可進(jìn)一步包括隔膜。雖然使用于本發(fā)明的 隔膜沒(méi)有特別的限制，優(yōu)選使用多孔隔膜。使用的隔膜的實(shí)例包括但 不限于聚丙烯基、聚乙烯基或聚烯烴基多孔隔膜。
根據(jù)本發(fā)明的二次電池的外型并無(wú)特別的限制。二次電池可為圓 柱、棱柱形電池、袋狀(pouch-like)電池或硬幣型電池。
實(shí)施例
現(xiàn)在，本發(fā)明將參考以下范例實(shí)施例來(lái)進(jìn)行更為詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā) 明。但須了解下述之例子僅為說(shuō)明而本發(fā)明而非限制于此。
硅與天然石墨以50重量份:50重量份的比例混合以提供混合物，且 具有3mm直徑的不銹鋼球與該混合物以重量比5:l的比例引入由 Hosokawa Micron Co.公司所提供的機(jī)械融合系統(tǒng)中。接著產(chǎn)出的混合 物在轉(zhuǎn)速為600rpm下實(shí)施機(jī)械合金化30分鐘以提供電極活性材料，該 電極活性材料具有至少兩個(gè)核心粒子的核心層、非晶碳層與結(jié)晶碳層。隨后以上述方法獲得的100重量份的電極活性材料粉末、作為粘合 劑的10重量份的PVdF與作為導(dǎo)電劑的10重量份的乙炔黑混合，進(jìn)一步 加入NMP至上述混合物中作為溶劑，最后產(chǎn)生的混合物徹底的混合以 提供均勻漿料。接著漿料以厚度20微米涂覆于銅箔上，隨后干燥與收 巻(rolling)。涂覆的箔由穿孔機(jī)剪裁成想要的尺寸以提供電極。
含有比例為1:2 (v:v)的EC和EMC，并包含1M LiPF6溶解于其中 的非水溶劑用作電解質(zhì)。
以上述所獲得的電極用作陽(yáng)極并使用鋰金屬作為對(duì)極。隨后根據(jù) 本發(fā)明的聚烯烴基隔膜插入兩電極之間，將電解質(zhì)注入其中，以提供 硬幣型電池。
以與實(shí)施例l所描述相同的方法提供電池，除了硅與天然石墨之混 合比例為50重量份:50重量份以提供混合物，且具有直徑為5mm的氧化 鋯球與該混合物以重量比10:l的比例引入由Hosokawa Micron Co.公司 所提供之機(jī)械融合系統(tǒng)中，接著產(chǎn)出的混合物在轉(zhuǎn)速為600rpm下實(shí)施 機(jī)械合金化30分鐘以提供電極活性材料，該電極活性材料具有至少兩 個(gè)核心粒子的核心層、非晶碳層與結(jié)晶碳層。
以與實(shí)施例l所描述相同的方法提供電池，除了硅與天然石墨之混 合比例為20重量份:80重量份以提供混合物，且具有直徑為3mm的不銹 鋼球與該混合物以重量比5:l的比例引入由Hosokawa Micron Co.公司所 提供之機(jī)械融合系統(tǒng)中，接著產(chǎn)出的混合物在轉(zhuǎn)速為600rpm下實(shí)施機(jī) 械合金化30分鐘以提供電極活性材料，該電極活性材料具有核心粒子 的核心層、非晶碳層與結(jié)晶碳層。以與實(shí)施例l所描述相同的方法提供電池，除了硅與天然石墨的混
合比例為20重量份:80重量份以提供混合物，且具有直徑為5mm的氧化 鋯球與該混合物以重量比10:l之比例引入由Hosokawa Micron Co.公司 所提供之機(jī)械融合系統(tǒng)中，接著產(chǎn)出的混合物在轉(zhuǎn)速為600rpm下實(shí)施 機(jī)械合金化30分鐘以提供電極活性材料，該電極活性材料具有核心粒 子的核心層、非晶碳層與結(jié)晶碳層。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果l
利用STEM HAADF觀測(cè)由實(shí)施例1所備制的電極活性材料的切 片。結(jié)果如圖2所顯示。在圖2中，白色顆粒為硅顆粒，圍繞在硅顆粒 外的黑色波形圖樣為結(jié)晶碳層，而硅顆粒與黑色波形圖樣之間的黑色 部份為非晶碳層。因此，由結(jié)果可看出核心層(硅)依次包覆有非晶 碳層與結(jié)晶碳層，且該核心層包括至少兩個(gè)核心粒子。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果2
根據(jù)實(shí)施例l和2和比較例l和2的每個(gè)電池施加三個(gè)充電/放電循 環(huán)，并量測(cè)它們的體積變化。如下表1所示，根據(jù)實(shí)施例l的電池顯示 體積變化約51% (33pm—50|im)，而根據(jù)比較例1的電池顯示體積變 化約89% (27pm—51 (im)。這表示根據(jù)本發(fā)明的電極活性材料具有 抑制體積膨脹的效果。
此外，使用根據(jù)實(shí)施例1與2的電極活性材料所獲得的電池，在施 加充電/放電循環(huán)后顯示核心層的體積變化很小。如下表l所顯示，每個(gè) 電池維持初始電容量至比例為98%或更高，即使是在50次充電/放電循 環(huán)后(請(qǐng)參考表1與圖3和4)。相反地，使用根據(jù)比較例1與2的電極活 性材料所獲得的電池，其包括包含一個(gè)核心層的核心層、非晶碳層 與結(jié)晶碳層，與根據(jù)實(shí)施例1與2的電池相比在循環(huán)生命特征顯示出劣 化。[表l]維持50次循環(huán) 之后的放電電 容量(％)初始電極厚度 (pjn)在3次充電/放 電循環(huán)后之電 極厚度(pm)電極 擴(kuò)張比(％) (敲i)實(shí)施例l99.3335051實(shí)施例298.1355660比較例l80.7275189比較例278.2285493工業(yè)應(yīng)用由上述可看出，根據(jù)本發(fā)明的電極活性材料可抑制在重復(fù)充電/放 電循環(huán)中核心層體積產(chǎn)生的變化，因?yàn)楹诵膶影ㄖ辽賰蓚€(gè)核心粒子， 每個(gè)核心粒子具有與涂覆于上的碳層增加的接觸面積。因此使用根據(jù) 本發(fā)明的電極活性材料的電池可改善循環(huán)生命特征。盡管本發(fā)明是以其目前最可行與較佳的實(shí)施例加以敘述，但必須 了解的是本發(fā)明并非僅僅限定于所揭露的實(shí)施例與圖式。相反地，本 發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的精神與范圍內(nèi)所包括的各種修改與變化皆可涵蓋 于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電極活性材料，其依次包括能夠反復(fù)嵌入/脫出鋰的核心層；非晶碳層；與結(jié)晶碳層；其中所述核心層包括至少兩個(gè)核心粒子。
2. 如權(quán)利要求l所述的電極活性材料，其中所述核心粒子包括能 夠反復(fù)嵌入/脫出鋰的金屬或類金屬。
3. 如權(quán)利要求l所述的電極活性材料，其中所述核心粒子包括至少一種選自Si， Al， Sn， Sb， Bi， As， Ge與Pb的金屬或類金屬，或其 a會(huì)
4. 如權(quán)利要求l所述的電極活性材料，其中所述核心粒子具有 0.01 50jim的平均粒徑。
5. 如權(quán)利要求l所述的電極活性材料，其中所述結(jié)晶碳層包括片 狀碳層單元，且所述片狀碳層單元的c軸方向垂直于所述電極活性材料 粒子的切線方向。
6. 如權(quán)利要求l所述的電極活性材料，其中所述核心層、非晶碳 層、與結(jié)晶碳層的比例[核心層非晶碳層結(jié)晶碳層]為70 30重量 份:0.1 50重量份:29.9 70重量份。
7. 如權(quán)利要求l所述的電極活性材料，其中所述結(jié)晶碳層具有 0.3354 0.35nm的層間距d002，和1 10微米的厚度。
8. 如權(quán)利要求l所述的電極活性材料，其中所述非晶碳層具有 0.34mn或更大的層間距d002，和5nm或更大的厚度。
9. 一種二次電池，包括如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所限定的電極活性材料。
10. —種制備如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所限定的電極活性材料的方法，所述方法包括第一步驟，將形成核心層的金屬或類金屬與結(jié)晶 碳混合；以及第二步驟，對(duì)由所述第一步驟獲得的混合物在有球存在 的機(jī)械融合系統(tǒng)中實(shí)施機(jī)械合金化。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述金屬或類金屬與所述結(jié) 晶碳在所述第一步驟中以[金屬或類金屬:結(jié)晶碳]為70 30重量份:30 70 重量份的比例混合。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述球與所述第一步驟的混 合物在所述第二步驟中以[球:第一步驟的混合物]為50 98重量份:50 2 重量份的比例混合。
13. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述第二步驟中使用的球 包括不銹鋼球或氧化鋯球。
14. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述第二步驟中使用的球 具有0.1 10mm的直徑。
全文摘要
公開(kāi)了一種電極活性材料，其包括依次的能夠反復(fù)嵌入/脫出鋰的核心層、非晶碳層、與結(jié)晶碳層，其中所述核心層包括至少兩個(gè)核心粒子。還公開(kāi)了包括所述電極活性材料的二次電池。所述電極活性材料可抑制在重復(fù)充電/放電循環(huán)中核心層可能發(fā)生的體積變化，因?yàn)楹诵膶影ㄖ辽賰蓚€(gè)核心粒子，每個(gè)核心粒子與覆蓋于上的碳層接觸面積增加。因此使用所述電極活性材料的二次電池可改善循環(huán)生命特征。
文檔編號(hào)H01M4/02GK101297422SQ200680040272
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者張?jiān)T, 權(quán)五重, 李棲宰, 李琪永, 李龍珠, 金寄泰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)