過蒸餾移除作為溶劑的NMP。含 硅顆粒的煤瀝青（3g)與平均直徑為30 μ m的天然石墨（97g)混合，然后通過使用機械攪拌 器將所混合的煤瀝青涂覆在天然石墨的表面上。在涂覆完成后，實施1，l〇〇°C下的熱處理1 小時以最終制備陽極活性材料。
[0077] 對比實施例2
[0078] 將煤瀝青（96g)溶解在NMP(150ml)中，所述煤瀝青軟化點為320°C并包含含量 低于0. 05 %的初級喹啉不溶物，然后硅顆粒混合在NMP中以滿足方程式：log ((Si (wt % ) X 50% V(QI(wt% )x灰分（wt% ))) = 6。通過使用丙烯酸作為分散劑分散煤瀝青中的硅顆 粒，分散劑的量比硅顆粒高10倍，然后攪拌3小時，然后通過蒸餾移除作為溶劑的NMP。含 硅顆粒的煤瀝青（3g)與平均直徑為30 μ m的天然石墨（97g)混合，然后通過使用機械攪拌 器將所混合的煤瀝青涂覆在天然石墨的表面上。在涂覆完成后，實施1，l〇〇°C下的熱處理1 小時以最終制備陽極活性材料。
[0079] 對比實施例3
[0080] 將煤瀝青（96g)溶解在NMP(150ml)中，所述煤瀝青軟化點為240°C并包含含量 低于1%的初級喹啉不溶物，然后硅顆粒混合在NMP中以滿足方程式：l〇g((Si(wt% )x 50% V(QI(wt% )x灰分（wt% ))) = 4。通過使用丙烯酸作為分散劑分散煤瀝青中的硅顆 粒，分散劑的量比硅顆粒高10倍，然后攪拌3小時，然后通過蒸餾移除作為溶劑的NMP。含 硅顆粒的煤瀝青（3g)與平均直徑為30 μ m的天然石墨（97g)混合，然后通過使用機械攪拌 器將所混合的煤瀝青涂覆在天然石墨的表面上。在涂覆完成后，實施1，l〇〇°C下的熱處理1 小時以最終制備陽極活性材料。
[0081] 對比實施例4
[0082] 將煤瀝青（96g)溶解在NMP(150ml)中，所述煤瀝青軟化點為250°C并包含含量 低于0. 05 %的初級喹啉不溶物，然后硅顆粒混合在NMP中以滿足方程式：log ((Si (wt % ) X 50% V(QI(wt% )x灰分（wt% ))) = 2。通過使用丙烯酸作為分散劑分散煤瀝青中的硅顆 粒，分散劑的量比硅顆粒高10倍，然后攪拌3小時，然后通過蒸餾移除作為溶劑的NMP。含 硅顆粒的煤瀝青（3g)與平均直徑為30 μ m的天然石墨（97g)混合，然后通過使用機械攪拌 器將所混合的煤瀝青涂覆在天然石墨的表面上。在涂覆完成后，實施1，l〇〇°C下的熱處理1 小時以最終制備陽極活性材料。
[0083] 對比實施例5
[0084] 將煤瀝青（96g)溶解在NMP(150ml)中，所述煤瀝青軟化點為250°C并包含含量 低于0. 05 %的初級喹啉不溶物，然后硅顆粒混合在NMP中以滿足方程式：log ((Si (wt % ) X 50% )/(QI(wt% )x灰分（wt% ))) = 11。通過使用丙稀酸作為分散劑分散煤瀝青中的娃 顆粒，分散劑的量比硅顆粒高10倍，然后攪拌3小時，然后通過蒸餾移除作為溶劑的NMP。 含硅顆粒的煤瀝青（3g)與平均直徑為30 μ m的天然石墨（97g)混合，然后通過使用機械攪 拌器將所混合的煤瀝青涂覆在天然石墨的表面上。在涂覆完成后，實施1，l〇〇°C下的熱處理 1小時以最終制備陽極活性材料。
[0085] 實驗實施例
[0086] 通過將由上述實施例和對比實施例制備的各陽極活性材料、炭黑（CB)、羧甲基纖 維素（CMC)和苯乙烯丁二烯（SBR)與水按重量比91:5:2:2混合制備用于陽極漿料的組合 物。將所述用于陽極漿料的組合物涂覆在銅集電器上，并在烤箱中在ll〇°C下干燥并扎制1 小時，以制備用于二次電池的陽極。
[0087] 然后，通過順序堆疊用于二次電池的陽極、隔膜、電解液（通過將碳酸乙烯酯與碳 酸二甲酯以重量比1:1混合并向其中添加1.0M LiPFj#到溶劑）和鋰電極制備紐扣電池 型二次電池。
[0088] 根據下面條件在各制備的二次電池上實施充放電測試。
[0089] 當假定300mA/g是1C時，充電條件由在至0. 01V為0. 2C的恒定電流和在至0. 01C 為0. 01V的恒定電壓進行控制，放電條件由在至1. 5V為0. 2C的恒定電流進行控制。初始 效率表示為在10次循環后相比較于初始放電容量的放電容量保持率。
[0090] 下面表1中示出了在各二次電池中測得的充放電容量和初始效率。
[0091] [表 1]
[0092]
[0093] 根據上表1，實施例1-3的所有二次電池具有350mAh/g或更高的充放電容量，且還 具有80%或更高的初始效率。在審查對比實施例的二次電池的充放電容量和初始效率之 上，對比實施例1、2和4的初始效率與實施例的那些相似；然而，對比實施例1、2和4的充 放電容量低于350mAh/g，這比實施例中的那些低。對比實施例3和5的充放電容量與實施 例的那些相似；然而，分別具有75%和62%的初始效率，這比實施例中的那些低。
[0094] 即，當所述無定形碳材料的軟化點在150°C _280°C范圍內時，包含在無定形碳顆 粒中的初級喹啉不溶物和灰分的含量與金屬顆粒的含量滿足下面的方程式1，可更加改善 二次電池的可逆容量、充放電效率和輸出特性：
[0095] [方程式1]
[0096]
[0097] (M :金屬顆粒；QI :初級喹啉不溶物）。
[0098] 盡管已解釋了本發明的一個示例性實施方案，本領域技術人員將理解的是可通過 組分的添加、修改、刪除、取代等對本發明進行多種修改和改變，而不偏離在所附權利要求 書中公開的本發明的范圍和精神。因此，這樣的修改也應理解為落入本發明的范圍。
[0099] [主要元件的詳細描述]
[0100] 100 :石墨碳材料
[0101] 2〇〇:涂層
[0102] 300 :金屬顆粒
【主權項】
1. 一種陽極活性材料，包含： 石墨碳材料；和 涂層，其中含金屬顆粒的無定形碳材料涂覆在所述石墨碳材料的表面上， 其中所述無定形碳材料中包含的金屬顆粒、初級喹啉不溶物和灰分的含量滿足下面的 方程式1 :(M :金屬顆粒，QI :初級喹啉不溶物）。2. 根據權利要求1所述的陽極活性材料，其中所述石墨碳材料是選自由天然石墨、人 造石墨，石墨化焦炭、石墨化碳纖維、石墨化中間相碳微球和其任何混合物組成的組中的一 種。3. 根據權利要求1所述的陽極活性材料，其中通過將所述金屬顆粒分散在所述無定形 碳材料中形成所述涂層。4. 根據權利要求3所述的陽極活性材料，其中所述金屬顆粒是選自由鉻、錫、硅、鋁、 鎳、鋅、鈷、錳及其任何混合物組成的組中的一種。5. 根據權利要求3所述的陽極活性材料，其中所述金屬顆粒的直徑為20nm-100nm。6. 根據權利要求3所述的陽極活性材料，其中通過使用分散劑將所述金屬顆粒分散在 所述無定形碳材料中，所述分散劑選自由聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙 烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、聚醋酸乙烯酯、聚馬來酸、聚乙二醇、聚乙烯基樹脂 和其任何共聚物組成的組。7. 根據權利要求3所述的陽極活性材料，其中通過使用嵌段共聚物將所述金屬顆粒分 散在所述無定形碳材料中，所述嵌段共聚物包含與所述金屬顆粒具有高親和性的嵌段和與 所述金屬顆粒具有低親和性的嵌段。8. 根據權利要求1所述的陽極活性材料，其中所述無定形碳材料是選自由石油瀝青、 煤瀝青、化學瀝青及其任何混合物組成的組中的一種。9. 根據權利要求1所述的陽極活性材料，其中所述無定形碳材料的灰分的含量低于 0. 05wt %10. 根據權利要求1所述的陽極活性材料，其中基于所述石墨碳材料，所述金屬顆粒和 所述無定形碳材料的含量為Iwt% -30wt%。11. 一種用于二次電池的陽極，其中陽極漿料涂覆在陽極集電器上，所述陽極漿料包含 權利要求1所述的陽極活性材料、粘合劑和增稠劑。12. 含權利要求11所述的用于二次電池的陽極的二次電池。
【專利摘要】本發明公開了一種陽極活性材料和含所述陽極活性材料的二次電池，更具體地，一種含石墨碳材料的陽極活性材料，所述石墨碳材料涂覆有含金屬顆粒的無定形碳材料，和含所述陽極活性材料的二次電池。
【IPC分類】H01M4/60, H01M4/36, H01M4/38, H01M4/583
【公開號】CN105529461
【申請號】CN201510671766
【發明人】李鉉旭, 尹光儀, 宋永石, 鄭恩惠
【申請人】Oci有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年10月16日
【公告號】US20160111714