選0.3357~0.3377nm,最優選0.3376nm,其中Lc(002)是在C軸方 向上的微晶尺寸,并且d〇〇2是在XRD測定中(002)面的晶面間距。
[0038] 在通過從使用XRD測定的兩個值的圖進行整合而確定峰位置后,使用布拉格定律 (Bragg ' S law)通過W下方程1可W計算鑲嵌焦炭類人造石墨的do〇2。
[0039] < 方程 1〉
[0040] (1ο〇2 = λ/23;?η 白
[0041] 此外,通過作為計算鑲嵌焦炭類人造石墨的微晶尺寸L。的謝樂方程(Scherrer equation)的W下方程2,可W計算作為在粒子的C軸方向上的微晶尺寸的Lc(002)。
[00創 < 方程2〉
[0043]
[0044] 其中,K是謝樂常數化= 0.9),
[0045] β是半值寬度,
[0046] λ 是波長(〇.154056nm),并且
[0047] θ是在最大峰值處的角度。
[004引根據本發明的一個實施方案,鑲嵌焦炭類人造石墨可W具有21.6~21.9nm的Lc (002),其中Lc(002)是在使用CuK的XRD測定中在巧由方向上的微晶尺寸。當鑲嵌焦炭類人造 石墨的L。落入W上范圍時,由于高導電性而導致裡離子的擴散速度變得更高,因此可W更 容易地進行裡離子的嵌入和脫嵌。另一方面,當Lc大于21.9nm時,裡離子的運動距離的增加 可W充當電阻而引起輸出特性的劣化;并且當Lc小于21.6nm時,可能難W展示石墨的獨特 容量。
[0049] 優選的是,根據本發明的一個實施方案的負極活性材料包含天然石墨W及鑲嵌焦 炭類人造石墨
[0050] 在人造石墨的情況下,充放電效率高但是成本高,并且在水性漿料中的分散性非 常低,從而人造石墨在可加工性方面有困難,并且由于低容量而難W獲得電池的期望物理 性質。
[0051] 相反,因為天然石墨是不貴的并且也顯示高電壓平坦度和接近理論容量的高容 量,所W天然石墨作為活性材料是非常有用的。
[0052] 根據本發明的一個實施方案,片狀或球形的天然石墨可W用作天然石墨,可W優 選球形天然石墨。
[0053] 在根據本發明的一個實施方案的負極活性材料中,優選天然石墨對鑲嵌焦炭類人 造石墨的重量比為1 :〇. 1~1:1,優選1:0.3~1: 1。
[0054] 當鑲嵌焦炭類人造石墨的重量大于W上范圍時,鑲嵌焦炭類人造石墨W過剩的量 覆蓋天然石墨W增加比表面積,因此電解液的分解可能是主導性的;另一方面,當所述重量 小于W上范圍時,鑲嵌焦炭類人造石墨可能不完全填充在天然石墨粒子之間的空隙,因此 可能降低導電性。
[0055] 根據本發明的一個實施方案,天然石墨可W具有5~30,優選20~25的平均粒度 化0。當球形天然石墨的平均粒度化0小于5時,由于比表面積增加而導致二次電池的初始效 率降低,因此電池性能可能降低。另一方面,當平均粒度化0大于30時,通過天然石墨滲透到 隔膜中,其可能引起短路,并且由于低堆積密度而可能導致低容量保持率。
[0056] 例如使用激光衍射法可W測定根據本發明的一個實施方案的天然石墨的平均粒 度。激光衍射法通常能夠在從亞微米到幾毫米的范圍內測定粒度,并且能夠在高再現性和 高分辨率下獲得結果。天然石墨的平均粒度化0可W定義為基于50%粒度分布的粒度。
[0057] 可W例如W如下方式測定根據本發明的一個實施方案的天然石墨的平均粒度化0: 將天然石墨分散在乙醇/水的溶液中,將所得溶液導入到可商購的使用激光衍射的粒度測 定裝置(例如,Microtrac MT 3000),并且利用在60W的功率下具有約2純化的頻率的超聲波 福射,然后基于在測定設備中的50%粒度分布計算平均粒度化0。
[0058] 根據本發明的一個實施方案,滿足天然石墨的平均粒度范圍的球形天然石墨可W W如下方式得到但不限于如下方式:將天然石墨粒子導入球化處理設備(Nara Hybridization System,NHS-2),然后在約30~lOOm/sec的轉速下球化處理例如10~30分 鐘。
[0059] 此外,根據本發明的一個實施方案,優選天然石墨具有2~8mVg的比表面積(BET- SSA)。當天然石墨的比表面積小于2mVg時,在電極之間的粘合強度會降低。大于8mVg的天 然石墨的比表面積導致在充放電期間的初始不可逆容量的增加,因此是不被期望的。
[0060] 根據本發明的一個實施方案,可W使用布魯厄-埃米特-特勒(Brunauer-Emmett- Teller,邸T)方法測定比表面積。例如,使用孔隙率分析儀(日本拜爾有限公司(Bell Japan Inc.),Belso巧-II mini)借助于氮氣吸附法利用邸Τ六點方法可W測定它。
[0061] 同時,制備根據本發明的一個實施方案的負極活性材料的方法可W包括:混合天 然石墨和鑲嵌焦炭類人造石墨。
[0062] 在制備根據本發明的一個實施方案的負極活性材料的方法中,可W通過使用在現 有技術中的普通方法的簡單混合或機械研磨來進行用于制備負極活性材料的混合。例如, 可W簡單地使用研鉢進行混合,或碳復合物可W通過壓縮應力而形成,所述壓縮應力通過 使用刀片或球磨機利用100~1,〇〇化pm的轉數旋轉混合物而機械地施加。
[0063] 根據本發明的一個實施方案,可W使用負極活性材料提供負極,其中所述負極包 含集電器和形成在所述集電器的至少一個表面上的負極活性材料。
[0064] 根據本發明的一個實施方案的負極在負極活性材料中包含天然石墨和鑲嵌焦炭 類人造石墨兩者,因此在1.40~1.85g/cc的壓縮密度下的取向比1110/1004可W為0.08~ 0.086,并且優選 0.0819 ~0.0836。
[0065] 根據本發明的一個實施方案,通過使用鑲嵌焦炭類人造石墨調整負極的取向比, 因此可W進一步改進裡二次電池的性能。
[0066] 根據本發明的一個實施方案,負極的取向比可W取決于在負極活性材料被涂布并 壓延到負極集電器上時施加的壓縮力。
[0067] 在根據本發明的一個實施方案的負極中,可W例如通過X射線衍射(XRD)測定取向 比。
[0068] 根據本發明的一個實施方案的負極的取向比為面積比(110)/(004),其通過使用 XRD測定負極的(110)和(004)面,更具體地是包含在負極中的負極活性材料的(110)和 (004)面,然后整合(110)和(004)面的峰值強度而獲得。更具體地,XRD測定條件如下。
[00例-目標:化化α線)石墨單色器
[0070] -狹縫:發散狹縫=1°,接收狹縫= 0.1,散射狹縫=1°
[0071] -測定范圍和步距角/測定時間:
[0072] (110)面:76.5。<2目<78.5。,0.01。/336。
[0073] (004)面:53.5° <2目<56.0°,0.01°/3sec,其中2目是衍射角。W上X畑測定是一個實 例,因此其它測定方法也可W使用,并且負極的取向比可W通過如上所述的方法測定。
[0074] 可W通過本領域已知的普通方法制備根據本發明的一個實施方案的負極。例如, 將負極活性材料與溶劑和粘合劑(如果需要)混合,并且攬拌混合物W制備漿料,然后將漿 料施加(涂布巧Ij由金屬材料制成的集電器上,然后將被漿料涂布的集電器壓縮并且干燥W 制備負極。
[0075] 根據本發明的一個實施方案,負極活性材料漿料可W進一步包含導電材料。可用 的導電材料可W為