[發(fā)明專利]鋰電池的電解質(zhì)溶液、用其的鋰電池及鋰電池的操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010273555.5
• 申請(qǐng)日: 2010-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN102013515A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金鎮(zhèn)誠;吳美賢;林珍赫;韓秀熙;樸娜萊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星SDI株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M10/0563
• 分類號(hào): H01M10/0563;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 金擬粲

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2009年9月3日在美國專利和商標(biāo)局提交的臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/239,696的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，將其全部內(nèi)容引入本文作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于包括含有基于鎳(Ni)-鈷(Co)-錳(Mn)的活性材料的正極的鋰電池的電解質(zhì)溶液、使用該電解質(zhì)溶液的鋰電池、和操作該鋰電池的方法。

背景技術(shù)

鋰電池是通過化學(xué)物質(zhì)的電化學(xué)氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電池。鋰電池包括正極、負(fù)極和電解質(zhì)溶液。

最近，隨著電子器件日益要求高性能，其中使用的電池必需具有高容量和高功率輸出。為了制造具有高容量的電池，使用具有高容量或者高電池充電電壓的的活性材料。

然而，由于高電池充電電壓增加電極和電解質(zhì)溶液之間的副反應(yīng)，因此電池的壽命和高溫穩(wěn)定性特性可惡化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式包括用于包括含有基于Ni-Co-Mn的活性材料的正極的鋰電池的電解質(zhì)溶液。使用這樣的電解質(zhì)溶液的鋰電池具有高容量、長壽命和良好的高溫穩(wěn)定性。

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式包括使用該電解質(zhì)溶液的鋰電池。

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式包括操作該鋰電池的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，用于包括含有基于鎳(Ni)-鈷(Co)-錳(Mn)的活性材料的正極的鋰電池的電解質(zhì)溶液含有非水有機(jī)溶劑、鋰鹽和己二腈。該電解質(zhì)溶液中己二腈的量可等于或低于10重量份，基于總量100重量份的所述非水有機(jī)溶劑和鋰鹽。

所述基于Ni-Co-Mn的活性材料可由下式1表示：

式1

Li_x(Ni_pCo_qMn_r)O_y

在式1中，0.95≤x≤1.05，0＜p＜1，0＜q＜1，0＜r＜1，p+q+r＝1，和0＜y≤2。

己二腈的量可為約0.1重量份～約10重量份，基于總量100重量份的所述非水有機(jī)溶劑和鋰鹽。

所述電解質(zhì)溶液可進(jìn)一步包含添加劑，所述添加劑具有選自碳酸亞乙烯酯(VC)和碳酸氟乙烯酯(FEC)的至少一種基于碳酸酯的物質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，鋰電池包括：含有基于鎳(Ni)-鈷(Co)-錳(Mn)的活性材料的正極、含有負(fù)極活性材料的負(fù)極、和電解質(zhì)溶液。所述電解質(zhì)溶液含有非水有機(jī)溶劑、鋰鹽和己二腈。所述電解質(zhì)溶液中己二腈的量等于或低于10重量份，基于總量100重量份的所述非水有機(jī)溶劑和鋰鹽。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，操作鋰電池的方法包括提供鋰電池和將該鋰電池充電至等于或大于4.25V的最終充電電壓。所述鋰電池包括：含有基于鎳(Ni)-鈷(Co)-錳(Mn)的活性材料的正極、含有負(fù)極活性材料的負(fù)極、和電解質(zhì)溶液。所述電解質(zhì)溶液含有非水有機(jī)溶劑、鋰鹽和己二腈。所述電解質(zhì)溶液中己二腈的量為10重量份或更少，基于總量100重量份的所述非水有機(jī)溶劑和鋰鹽。

附圖說明

本發(fā)明的這些和/或其它方面將由結(jié)合附圖考慮的實(shí)施方式的以下描述變得更明晰和更容易理解，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的鋰電池的示意性透視圖；

圖2為將根據(jù)對(duì)比例1和2以及實(shí)施例1和2制備的鋰電池的壽命性能進(jìn)行比較的圖；

圖3為將根據(jù)對(duì)比例3～5和實(shí)施例3～6制備的鋰電池的壽命性能比較的圖；和

圖4為將根據(jù)對(duì)比例6和7以及實(shí)施例7～9制備的鋰電池的壽命性能比較的圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方式，在附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。然而，應(yīng)理解當(dāng)前描述的實(shí)施方式可以許多不同方式改變，并且因此不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。

根據(jù)一些實(shí)施方式，用于包括含有基于鎳(Ni)-鈷(Co)-錳(Mn)的活性材料的正極的鋰電池的電解質(zhì)溶液包括非水有機(jī)溶劑、鋰鹽和己二腈(NC(CH₂)₄CN)。所述電解質(zhì)溶液中己二腈的量可等于或低于10重量份，基于總量100重量份的所述非水有機(jī)溶劑和鋰鹽。

所述基于Ni-Co-Mn的活性材料可用于具有高容量、長壽命和良好高溫穩(wěn)定性的鋰電池。例如，所述基于Ni-Co-Mn的活性材料可由下式1表示：

式1

Li_x(Ni_pCo_qMn_r)O_y