[發(fā)明專利]儲存特性改善的蓄電池及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410475106.7
• 申請日: 2008-11-21
• 公開（公告）號: CN104300103A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金汝珍;崔丞惇;李漢浩
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社LG化學(xué)
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11285
• 代理人: 王媛;鐘守期

本申請是題為“儲存特性改善的蓄電池及其制造方法”的第200880112618.X號發(fā)明專利申請的分案申請。母案對應(yīng)國際申請PCT/KR2008/006856，申請日為2008年11月21日，優(yōu)先權(quán)日為2007年11月21日。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲存特性改善的蓄電池及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著近來電子設(shè)備朝小型化和輕量型方向發(fā)展的趨勢，對用作便攜式電子設(shè)備電源的電池的纖巧和輕量結(jié)構(gòu)也有了極大的要求。其結(jié)果是，目前普遍使用鋰基蓄電池作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)高充電/放電容量、同時具有小體積的電池。

鋰離子電池正在被用作小型電子設(shè)備的電源，并且其適用性逐漸延伸至電動汽車(EV)、電動自行車等廣泛范圍。為此，需要開發(fā)一種具有常規(guī)小型電池所需的較好的高溫儲存特性和壽命特性的鋰離子電池。特別地，用于混合動力電動汽車電源的鋰離子電池需要提高穩(wěn)定性和長期儲存特性。

通常，鋰蓄電池使用金屬氧化物如LiCoO₂作為陰極活性材料，使用碳材料作為陽極活性材料，并且通過在所述陽極和陰極之間放置一種多孔聚烯烴隔膜、繼而注入含有鋰鹽如LiPF₆的非水電解質(zhì)而制造。充電時，鋰離子從陰極活性材料中脫出并嵌入陽極的碳層中。相反，放電時，鋰離子從陽極的碳層中脫出并嵌入陰極活性材料中。在這里，所述非水電解質(zhì)用作鋰離子在陽極和陰極之間遷移的通道。

隔膜是鋰離子電池的關(guān)鍵元件，其防止電極之間可能的短路并有利于離子遷移。在鋰離子電池中，隔膜不僅用于將陰極和陽極相互電隔離，而且對于電池穩(wěn)定性的提高起重要作用。

鋰離子電池是一種不采用金屬鋰且具有高穩(wěn)定性的電池。然而，其缺點是需要多種措施來防止可能由于使用多種易燃材料——如Li-LiC、電解質(zhì)等等——作為電池構(gòu)成組分而造成的電池著火。通常使用聚烯烴基的隔膜作為鋰離子電池的隔膜。為滿足提高電池穩(wěn)定性的要求，最近已經(jīng)引入有機(jī)/無機(jī)復(fù)合膜作為隔膜。

在隔膜涂層中使用無機(jī)材料提供有機(jī)/無機(jī)復(fù)合膜，提高了電解質(zhì)的潤濕性并顯著改善了鋰離子電池的電和熱穩(wěn)定性。

不幸的是，使用所述有機(jī)/無機(jī)復(fù)合膜會導(dǎo)致長期儲存性能的顯著下降。

防止在電池儲存中——尤其是高溫儲存中——發(fā)生的阻抗增加，對于作為機(jī)動車(EV和HEV)電源的電池——其需要瞬時高功率輸出——尤其重要。因此，急需開發(fā)一種兼具優(yōu)異的穩(wěn)定性和優(yōu)異的儲存性能的鋰離子電池。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

因此，考慮到上述問題做出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種通過使用經(jīng)改性的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合膜作為隔膜而制造鋰電池的方法，所述鋰電池能夠獲得優(yōu)異的儲存特性，同時確保電池的熱和電穩(wěn)定性。

技術(shù)方案

依照本發(fā)明的一個方面，上述和其他目的可通過提供這樣一種蓄電池而實現(xiàn)，所述蓄電池包含具有無機(jī)層的隔膜，其中所述無機(jī)層中無機(jī)顆粒的活性位點被改性為非活性位點。

依照本發(fā)明的另一個方面，提供這樣一種制造蓄電池的方法，其中制備隔膜的步驟包括：對無機(jī)顆粒和含有改性劑的溶液進(jìn)行攪拌，以將所述無機(jī)顆粒改性；制備含有經(jīng)改性的無機(jī)顆粒、溶劑和樹脂的漿體；以及將所述漿體涂布至有機(jī)膜的至少一個表面，以形成無機(jī)層。

此外，所述改性劑可具有與無機(jī)顆粒的OH基團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)。

此外，所述改性劑可具有至少一種選自膦酸酯、磷酸酯、膦酸、硅烷和羧酸的官能團(tuán)。

此外，所述改性劑可為至少一種選自二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、苯基膦酸、甲基膦酸、磷酸三苯酯、甲基膦酸二乙酯、辛酸、鞣酸和氨基苯甲酸的物質(zhì)。

此外，所述改性劑的官能團(tuán)和所述無機(jī)顆粒的OH基團(tuán)可以1:5到1:10的摩爾比混合并攪拌。

依照本發(fā)明的另一個方面，提供一種生產(chǎn)蓄電池的方法，其中制備隔膜的步驟包括：制備含有改性劑、無機(jī)顆粒、溶劑和樹脂的漿體；以及將所述漿體涂布至有機(jī)隔膜的至少一個表面，以形成無機(jī)層。

此外，所述改性劑可具有與所述無機(jī)顆粒的OH基團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)。

此外，所述改性劑可具有至少一種選自膦酸酯、磷酸酯、膦酸、硅烷和羧酸的官能團(tuán)。

此外，所述改性劑可為至少一種選自二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、苯基膦酸、甲基膦酸、磷酸三苯酯、甲基膦酸二乙酯、辛酸、鞣酸和氨基苯甲酸的物質(zhì)。