[發明專利]鋰二次電池

有效

• 申請號: 201480002974.1
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104956536B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 洪蓮叔;吳宰丞;李秉培;李相賢;崔權永;金東洙;李曉真
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;H01M4/525;H01M4/505;H01M10/0567;H01M10/0569
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明涉及一種確保優異的安全性且抑制高溫下的膨脹現象的鋰二次電池。

本申請要求于2013年9月30日在韓國提交的第10-2013-0116487號韓國專利申請的優先權，其公開內容在此通過引用的方式納入本說明書中。

另外，本申請還要求于2014年9月30日在韓國提交的第10-2014-0131487號韓國專利申請的優先權，其公開內容在此通過引用的方式納入本說明書中。

背景技術

近年來，人們對能量儲存技術的關注越來越高。隨著能量儲存技術的應用領域已拓展至移動電話、攝像機、筆記本電腦以及甚至是電動汽車，對于用作電子器件電源的高能密度電池的需求持續增加。按照需求，目前正對最能滿足上述要求的鋰二次電池進行廣泛研究和開發。

在現有的二次電池中，在20世紀90年代早期研發的鋰二次電池包括：由可嵌入/脫嵌鋰離子的碳材料制成的負極(anode)、含鋰氧化物制成的正極(cathode)、及將合適量的鋰鹽溶解在混合有機溶劑中的非水性電解液(non-aqueous electrolyte solution)。

由于鋰二次電池廣泛地用于各種不同的應用中，因此鋰二次電池需要在苛刻環境諸如高溫或低溫環境中使用的情況不斷增加。

然而，存在如下問題：當鋰二次電池以完全充電的狀態儲存在高溫下時，用作正極活性材料的鋰過渡金屬氧化物或復合氧化物因其從正極上脫金屬(demetallization)而變為熱不穩定。

此外，目前廣泛用作非水性電解液的有機溶劑包括：碳酸亞乙酯、碳酸異丙烯酯、二甲氧基乙烷、γ-丁內酯、N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃或乙腈，通常，就這些有機溶劑而言，在高溫下長期儲存時，由于電解液的氧化導致氣體生成，從而可使電池的穩定結構發生變形；或者由于過充電或過放電而產生內發熱時，嚴重時造成內部短路，從而引起電池的燃燒或爆炸。

因此，為了解決這些問題，已經作了各種研究，但到目前為止，仍未提出有效的解決方案，尤其，隨著目前對高性能鋰二次電池需求的增加，迫切需要其解決方案。

發明內容

技術問題

因此，本發明旨在提供一種具有優異的電化學性能、特別是高電容量的鋰二次電池。

本發明還旨在提供一種具有優異的電池性能、尤其能夠顯著抑制由高溫儲存期間產生的氣體造成的電池膨脹現象的鋰二次電池。

技術方案

為了實現上述目的，本發明的鋰二次電池包括正極、負極、置于所述正極和負極之間的隔膜(separator)及非水性電解液，其中所述正極包括含有第一正極活性材料Li_xCoO₂(0.5<x<1.3)與第二正極活性材料Li_xM_yO₂(M為Ni_1-a-bMn_aCo_b(0.05≤a≤0.4,0.1≤b≤0.4,0.4≤1-a-b≤0.7)，其中x+y＝2且0.95≤x≤1.05)的混合物的正極活性材料，所述非水性電解液包括可電離的鋰鹽和有機溶劑，且包括以100重量份的非水性電解液計的下述組分：(a)1重量份至10重量份的含亞乙烯基或乙烯基的化合物；及(b)0.1重量份至10重量份的由以下的化學式1表示的二腈系醚化合物：

[化學式1]

CN-(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-CN

在上述化學式1中，

n和m各自獨立地為1至6的整數。

在本發明中，“亞乙烯基”定義為-CH＝CH-，“乙烯基”定義為CH₂＝CH-。

在本發明中，含所述亞乙烯基或所述乙烯基的化合物可單獨使用如下化合物或混合兩種以上使用：碳酸亞乙烯酯系化合物、含乙烯基的丙烯酸酯系化合物、含乙烯基的磺酸酯系化合物及含乙烯基的碳酸亞乙酯系化合物。更具體而言，通常，所述碳酸亞乙烯酯系化合物的具代表性的例子為碳酸亞乙烯酯，由以下的化學式2表示的含乙烯基的化合物：

[化學式2]

在上述化學式2中，