发明名称 高容量锂二次电池用之阳极材料
摘要 本发明系有关于一种阳极材料,包括一金属核心层其具备锂离子重复嵌入及去嵌入能力;一非晶系碳层涂布于该金属核心层之表面;以及一晶质碳层涂布于该非晶系碳层之上。该阳极材料不仅维持了高度的充/放电能力,亦藉由非晶系碳层与晶质碳层而抑制了因锂离子重复嵌入/去嵌入所造成的金属核心层体积改变,进而改善了电池的充放电寿命特征。
申请公布号 TWI246212 申请公布日期 2005.12.21
申请号 TW093118302 申请日期 2004.06.24
申请人 LG化学公司 发明人 金唯民;李基永;李栖宰;卢石明;权五重
分类号 H01M10/02;H01M4/00 主分类号 H01M10/02
代理机构 代理人 吴冠赐 台北市松山区敦化北路102号9楼;杨庆隆 台北市松山区敦化北路102号9楼;苏建太 台北市松山区敦化北路102号9楼
主权项 1.一种阳极材料,包括: 一金属核心层,具备锂离子重复嵌入及去嵌入能力 ; 一非晶系碳层,其系覆盖于该金属核心层之表面; 以及 一晶质碳层,其系覆盖于该非晶系碳层之表面。 2.如申请专利范围第1项所述之阳极材料,其中该金 属核心层系由一金属或一合金所构成,该金属或该 合金系包括至少一金属选自一由:矽、铝、锡、锑 、铋、砷、锗、以及铅组成之群组。 3.如申请专利范围第1项所述之阳极材料,其中该金 属核心层之表面系部分地或全部地被一涂布层所 覆盖,该涂布层包括该非晶系碳层及该晶质碳层。 4.如申请专利范围第1项所述之阳极材料,其中该金 属核心层、该非晶系碳层与该晶质碳层之比例系 为90~10重量百分比:0.1~50重量百分比:9~90重量百分 比。 5.如申请专利范围第1项所述之阳极材料,其中该非 晶系碳层包括有一碳原子层间距(d002)其系等于或 大于0.34nm,且该非晶系碳层之厚度系等于或大于5nm 。 6.如申请专利范围第1项所述之阳极材料,其中该晶 质碳层包括有一碳原子层间距(d002)其系介于0.3354 nm至0.35nm之间,且该晶质碳层之厚度系介于1微米至 10微米之间。 7.一种锂二次电池,其包括一阴极,一阳极,一非水 相电解液以及一隔离片,其中该阳极系使用申请专 利范围第1项至第6项中任一项所述之阳极材料,该 阳极材料系含: 一金属核心层,具备锂离子重复嵌入及去嵌入能力 ; 一非晶系碳层,其系覆盖于该金属核心层之表面; 以及 一晶质碳层,其系覆盖于该非晶系碳层之表面。 8.一种阳极材料之制备方法,该阳极材料系如申请 专利范围第1项至第6项中任一项所述,该制备方法 包括以下步骤: 在一金属核心层之表面形成一非晶系碳层,其系利 用薄膜沈积制程、或者先在该金属核心层之表面 涂布沥青或有机前驱材料并热处理以进行碳化,以 涂布一非晶系碳层于该金属核心层之表面;以及涂 布一层含有晶质碳材质之泥状浆体于该非晶系碳 层之表面,并乾燥之,以形成一晶质碳层。 9.一种阳极材料之制备方法,该阳极材料系如申请 专利范围第1项至第6项中任一项所述,该制备方法 包括以下步骤: 将一金属形成一核心层并与晶质碳混合;以及进行 一机械合金制程,以同时形成一非晶系碳层与一晶 质碳层于该金属核心层之上。 10.如申请专利范围第9项所述之制备方法,其中该 金属对该晶质碳之混合比例为10~90:90~10。 图式简单说明: 图1系本发明一较佳实施例之阳极材料剖面图。 图2系本发明实施例1与比较例1之电池寿命特征图 。 图3系本发明实施例2与比较例2之电池寿命特征图 。 图4系本发明实施例2之阳极材料在充/放电之前(A), 与充/放电三次之后(B),由扫瞄式电子显微镜所显 示该阳极材料表面之结果。 图5系本发明比较例2之阳极材料在充/放电之前(A), 与充/放电三次之后(B),由扫瞄式电子显微镜所显 示该阳极材料表面之结果。 图6系本发明实施例1之阳极材料藉由穿透式电子 显微镜所拍摄之照片。 图7系本发明实施例1及比较例3、4之电池寿命特征 图。
地址 韩国