[發(fā)明專利]鋰二次電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380003681.0
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103907235B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 洪蓮叔;吳宰丞;李曉真;李秉培;沈由珍
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;H01M4/525;H01M10/0568;H01M10/0569
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司11219
• 代理人: 王海川,穆德駿

技術領域

本發(fā)明涉及包含正極、負極、包含非水有機溶劑和鋰鹽的非水電解質(zhì)的鋰二次電池，且更特別地涉及一種鋰二次電池，其包含：包含三組分體系的正極活性材料的正極和包含使在所述正極活性材料中包含的過渡金屬鈍化的添加劑的非水電解質(zhì)，由此改善循環(huán)壽命并防止鋰二次電池發(fā)生膨脹現(xiàn)象。

背景技術

近來，隨著能量儲存技術的應用領域擴展到移動電話、便攜式攝像機、筆記本PC以及電動車輛，已經(jīng)積極進行了對用作電子裝置的電源的電池的高能量致密化的研究。

在二十世紀九十年代早期開發(fā)的鋰二次電池包含：通過使用能夠吸附和脫附鋰離子的碳材料制成的負極、通過使用正極活性材料制成的正極和包含溶解于混合有機溶劑中的鋰鹽的非水電解質(zhì)。

近來，隨著鋰二次電池的使用范圍擴展，對于在包括高溫和低溫的苛刻環(huán)境下保持良好性質(zhì)且能夠在高電壓下穩(wěn)定充電的鋰二次電池的需求逐漸增加。

同時，正極活性材料的容量可以隨著充電電位增加而增加，然而，還可以促進構(gòu)成正極活性材料的過渡金屬氧化物的脫附，從而誘發(fā)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性。

另外，作為鋰二次電池的非水電解質(zhì)使用的有機溶劑如碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、二甲氧基乙烷、γ-丁內(nèi)酯、N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃或乙腈可以被排出的過渡金屬氧化物氧化且當在高溫下長時間儲存時產(chǎn)生氣體。由于所產(chǎn)生的氣體，電池組件(電池部件)可能變形而誘發(fā)內(nèi)部短路，且電池可能劣化。在嚴重的情況下，電池可能燃燒或爆炸。隨著在高電壓條件下溶出的過渡金屬的量增加，可能促進電解質(zhì)的氧化反應。

為了解決上述缺點，已經(jīng)提出在非水電解質(zhì)中加入添加劑如丁二腈的方法。在這種情況下，可以在一定程度上改善電池的膨脹現(xiàn)象，然而，可能減小電池的充電/放電循環(huán)壽命(專利文獻1)。

因此，需要開發(fā)改善鋰二次電池的安全性的技術。

現(xiàn)有技術

專利文獻

專利文獻1：韓國登記專利10-1050333號。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供能夠防止由在高溫下儲存期間產(chǎn)生的氣體引起的電池膨脹現(xiàn)象且在高溫下長時間儲存之后具有改善的充電/放電性能和循環(huán)壽命的鋰二次電池。

在本發(fā)明中提供包含正極、負極、插在所述正極和所述負極之間的隔膜以及非水電解質(zhì)的鋰二次電池。

所述正極包含由以下化學式1表示的第一正極活性材料，且所述非水電解質(zhì)包含第一鋰鹽、由以下化學式2表示的第二鋰鹽和非水有機溶劑。

[化學式1]

Li_xM_yO_z

[化學式2]

Li⁺RCOO^-

(在化學式1和2中，M＝Ni_aMn_bCo_c，其中0<a<2，0<b<2，0<c<2，a+b+c＝1或2，0.5≤x≤1.3，1<x+y≤3.3，2≤z≤4，且R獨立地為C₁-C₁₀烷基、C₆-C₁₂芳基、C₂-C₅烯基、鹵素取代的C₁-C₁₀烷基、鹵素取代的C₆-C₁₂芳基或鹵素取代的C₂-C₅烯基。)

附圖說明

本發(fā)明的上述目的、其他特征和優(yōu)點通過參考附圖描述其優(yōu)選實施方式將變得更加顯而易見，其中：

圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的例示性實施方式和比較例制造的電池相對于儲存時間的單電池厚度變化的圖。

圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的例示性實施方式和比較例制造的電池相對于充電/放電循環(huán)的充電/放電容量的圖。

具體實施方式

在本發(fā)明中提供包含正極、負極、插在所述正極和所述負極之間的隔膜以及非水電解質(zhì)的鋰二次電池。

所述正極包含由以下化學式1表示的第一正極活性材料，且所述非水電解質(zhì)包含第一鋰鹽、由以下化學式2表示的第二鋰鹽和非水有機溶劑。

[化學式1]

Li_xM_yO_z

[化學式2]

Li⁺RCOO^-