[發明專利]可再充電鋰電池、電極組合物和電解質組合物

在審

• 申請號: 201310373097.6
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103682416A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 徐氶范;梁浩錫;李孟恩;樸大仁;姜智遠;林珍赫;黃熙娟;金允熙;鄭京范;李宣烘;劉昊坤;卡沙夫·阿列克謝;申大燁
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/42;H01M4/62;H01M10/056;C07C255/05
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王占杰;劉燦強

技術領域

本公開涉及一種可再充電鋰電池。

背景技術

近來，便攜式電子設備（例如，蜂窩電話、膝上型電腦、平板PC等）正在變得更小且更輕，增加了作為電源的具有高容量的電池的需求。響應于此需求，利用非水電解質并在正極和負極之間傳輸鋰離子的非水電解質可再充電鋰電池已經被廣泛地用作具有高功率和高能量密度的可再充電電池。作為正極活性物質，非水電解質可再充電鋰電池使用能夠嵌入鋰離子的氧化物，例如由鋰和過渡元素形成的能夠嵌入鋰離子的氧化物，例如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNi_1-xCo_xO₂（0<x<1）等。作為負極活性物質，非水電解質可再充電鋰電池可以包括用于嵌入/脫嵌鋰的人造或天然石墨、諸如硬碳的碳基材料或者能夠與鋰合金化的材料（例如，Si、Sn等）等。然而，用于播放運動畫面、游戲等的便攜式電子設備的使用正在增加，并且設備在用于這些任務時趨于消耗更多的電。因此，便攜式電子設備需要具有高容量的電池作為電源。非水電解質可再充電鋰電池可以通過如下方法來實現高容量：1）增加活性物質的容量；2）增大充電電壓；3）增加活性物質的裝載量（charge?amount），因此增大充電密度；等等。然而，這些方法具有某些挑戰，例如，增大活性物質的充電電壓的方法使電解質分解。具體地講，當活性物質在高溫下存放，或持續充電時，電解質可能被分解并產生氣體，因而使電池膨脹或增大電池的內壓。因此，已經通過使用添加劑來提高閃點且延遲起火并減小厚度變化從而改善熱沖擊耐久性而持續進行了用于確保電池的安全性的嘗試。

發明內容

一個實施例提供了一種具有改善的熱沖擊耐久性的可再充電鋰電池。另一實施例提供了一種制造具有改善的熱沖擊耐久性的可再充電鋰電池的方法。在一個實施例中，一種可再充電鋰電池包括由下面的化學式1表示的化合物：

化學式1

在化學式1中，k、l和m中的每個獨立地為0至20的整數，且選擇k、l和m，使得化學式1的化合物具有不對稱結構。如這里使用的，術語“不對稱結構”是指化學式1的化合物關于中心碳原子（即，在化學式1的通式中示出的中心碳原子）是不對稱的。在一些實施例中，k、l和m彼此不同。在化學式1中，n為1至7的整數。例如，在化學式1中，n可以為1至5，k、l和m可以均彼此不同，并可以均獨立地為0至10的整數。在另一示例中，在化學式1中，n可以為1至3，k、l和m可以均彼此不同，并可以均獨立地為0至7的整數。在又一示例中，在化學式1中，n可以為1或2，k可以為0，l和m可以彼此不同，并可以獨立地為1至5的整數。在再一示例中，在化學式1中，n可以為1，k可以為0，l可以為2，m可以為3。在示例性實施例中，由化學式1表示的化合物可以為HTCN（己烷三氰化物，Hexane?Tri-Cyanide）。例如，由化學式1表示的化合物可以為1,3,6-己烷三氰化物（1,3,6-三氰基己烷；1,3,6-HTCN）或1,2,6-己烷三氰化物（1,2,6-三氰基己烷；1,2,6-HTCN）。

由化學式1表示的化合物可以包括在用于可再充電鋰電池的正極中。由化學式1表示的化合物可以包括在用于可再充電鋰電池的電解質中。由化學式1表示的化合物可以包括在用于可再充電鋰電池的負極中。基于正極、負極或電解質的總重量，由化學式1表示的化合物可以以0.1%至50%（例如，0.1%至10%）的量分別包括在正極、負極或電解質中。

在另一實施例中，一種用于可再充電鋰電池的電極組合物包括由化學式1表示的化合物。該組合物可以是用于可再充電鋰電池的正極或負極組合物。在又一實施例中，一種用于可再充電鋰電池的電解質組合物包括由化學式1表示的化合物。在再一實施例中，一種制造可再充電鋰電池的方法包括制備用于可再充電鋰電池的電極組合物和將該電極組合物施加在電極集流體上。因此，在本發明的一個實施例中，一種可再充電鋰電池具有提高的熱沖擊耐久性，因此具有改善的安全性。

附圖說明

通過參考在結合附圖考慮時的以下詳細描述，將更好地理解本發明，在附圖中：

圖1是根據一個實施例的可再充電鋰電池的分解透視圖；

圖2是根據另一實施例的可再充電鋰電池的剖視圖；

圖3是示出SN（丁二腈）、AN（己二腈）和1,3,6-HTCN（己烷三氰化物）分別結合在電極活性物質的表面上的示意圖；