專利名稱：含疏水性非活性粒子的非水鋰二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含疏水性非活性粒子的非水鋰二次電池。更具體而言，本發(fā)明涉及一種非水鋰二次電池，該電池包括一種由陰極、陽(yáng)極和插入該陰極和陽(yáng)極之間的隔膜組成的電極組件，其中所述陰極和陽(yáng)極含有一
種包含涂覆于集電器上的活性材料的電極材料；含鋰鹽的非水電解質(zhì)；包含于所述電極材料中的疏水性非活性粒子(也稱為"疏水性粒子")；及密封所有組成部分的電池盒。
背景技術(shù)：
技術(shù)的發(fā)展及對(duì)移動(dòng)設(shè)備需求的增加導(dǎo)致對(duì)作為能源的二次電池需求的快速增加。特別是，大量的調(diào)查研究集中于具有高能量密度和高放電電壓的鋰二次電池上。這些鋰二次電池也可商購(gòu)獲得并被廣泛使用。
通常，鋰二次電池由具有由陰極和陽(yáng)極及插入該陰極和陽(yáng)極之間的多孔隔膜組成的電極組件的結(jié)構(gòu)組成，其中陰極和陽(yáng)極含有包含涂覆于集電器上的活性材料的電極材料，并用含鋰鹽的非水電解質(zhì)浸漬電極組件。作為陰極的實(shí)例，可主要使用鋰-鈷氧化物、鋰-錳氧化物、鋰-鎳氧化物、鋰復(fù)合氧化物等，而對(duì)于陽(yáng)極，可主要使用碳質(zhì)材料。
對(duì)于這樣一種鋰二次電池，例如當(dāng)該電池內(nèi)部的水含量增加時(shí)，會(huì)誘發(fā)電解質(zhì)的降解，從而產(chǎn)生酸。由此產(chǎn)生的酸促進(jìn)了副反應(yīng)，例如陽(yáng)極處固體電解質(zhì)界面(SEI)的降解或陰極活性材料的溶解。最終引起例如電池容量減小和內(nèi)阻增加的問題。即，由于鋰二次電池的性能受電池內(nèi)部水含量的影響極大，因此，最重要的是防止電池制造過程中水滲入電池中。
因此，在本發(fā)明中，在電極材料中含有疏水性粒子以使電池的整個(gè)組成部分具有疏水性。從而，本發(fā)明提供了一種使電池制造過程中水的吸收和流入最小化的技術(shù)。
關(guān)于此方面，日本專利公開文本No. 2001-093498公開了 一種通過混合聚烯烴樹脂和一種表面用氯硅烷或硅氮烷進(jìn)行疏水化的無(wú)機(jī)粉末來制造隔膜的技術(shù)。在該技術(shù)中，將表面按上述進(jìn)行了疏水化的無(wú)機(jī)粉末添加到隔膜中以補(bǔ)償所含無(wú)機(jī)物質(zhì)的親水性來防止隔膜在發(fā)揮阻斷功能時(shí)過量熔化。但是，隔膜材料本身通常為疏水性的。因此，除非還向隔膜中添加親水性無(wú)機(jī)物質(zhì)，否則不需要給隔膜提供疏水性的技術(shù)。
此外，日本專利公開文本No. 2002-015728公開了 一種在電極集電器上涂覆一種電極材料、然后在該電極材料的表面形成一個(gè)疏水性物質(zhì)層以便抑制水滲入電極材料的技術(shù)。但是，該技術(shù)的局限性在于，只有當(dāng)在極低濕度條件下或完全無(wú)濕度條件下才可應(yīng)用該技術(shù)制造電池。即，在該項(xiàng)技術(shù)中，水的滲透通過在電池制造過程中將電極材料涂覆于電極集電器上之后，在電極材料表面涂覆的疏水性物質(zhì)層來抑制。因此，存在的問題在于，在電極材料的制造或涂覆過程中吸收到或流入電極材料中的水由于疏水性物質(zhì)層而很難蒸發(fā)。
作為除去電極材料中所含水的技術(shù)，韓國(guó)專利公開文本No.1995-0002099提出了一種在將電極材料涂覆于電極集電器上之后燒結(jié)該電極材料的方法。但是，在該技術(shù)中，多種物質(zhì)例如構(gòu)成電極材料的粘合劑在燒結(jié)過程中可能發(fā)生降解反應(yīng)。因此，不適宜將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于電池制造。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在解決上述問題及尚未解決的其他技術(shù)問題。為解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了大量廣泛而深入的研究和實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了當(dāng)向非水鋰二次電池中的電極材料中添加疏水性非活性粒子時(shí)，有效地抑制了電池制造過程中水吸收到和流入該電極材料中，從而防止了由電池內(nèi)部的水引起的副反應(yīng)，由此可改進(jìn)電池的高溫貯存性能。在這些發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，以上及其他目標(biāo)可通過提供一種非水鋰二次電池而完成，包括這樣的非7jc鋰二次電池其包括一種由陰極、陽(yáng)極和插入該陰極和陽(yáng)極之間的隔膜組成的電極組件，其中所述陰極和陽(yáng)極含有一種包含涂覆于集電器上的活性材料的電極材料；含鋰鹽的非水電
4解質(zhì)；包含于所述電極材料中的疏水性非活性粒子；及密封所有組成部分的電池盒。
鋰二次電池可通過將由陰極、陽(yáng)極和插入該陰極和陽(yáng)極之間的隔膜組成的電極組件安裝在電池盒中，向該盒中注入一種非水電解質(zhì)，并密封該盒來制造。這樣一種鋰二次電池，尤其是在電極制造過程中，可能會(huì)有水滲入電極材料中，從而發(fā)生副反應(yīng)。導(dǎo)致電池在高溫貯存一段較長(zhǎng)時(shí)間后性能變差的問題。因此，在本發(fā)明中，通過向電極材料中添加疏水性非活性粒子，可防止或至少盡量地抑制在電極制造過程中水吸收到和流入電極材料中。
疏水性粒子的類型和形狀可以變化并且沒有特別的限制，只要該粒子在添加到電極材料中時(shí)可提供疏水性即可。例如，任何一種或兩種或多種選自以下的粒子疏水性有5bL粒子、疏水性無(wú)機(jī)凈立子、涂覆疏水性表面的無(wú)機(jī)粒子和涂覆疏水性表面的有機(jī)粒子。
作為涂覆疏水性表面的有機(jī)粒子和涂覆疏水性表面的無(wú)機(jī)粒子的實(shí)例，可提及的有通過在表面涂覆一種疏水性有機(jī)物質(zhì)來增補(bǔ)其表面疏水性的親水性有機(jī)或無(wú)機(jī)粒子。其中，特別優(yōu)選表面涂覆有疏水性有機(jī)物質(zhì)的親水性無(wú)機(jī)粒子。在親水性無(wú)機(jī)粒子表面涂覆疏水性有機(jī)物質(zhì)的方法可通過多種表面處理方法進(jìn)行。由于表面處理方法為本領(lǐng)域公知，因此，在本說明書對(duì)其的詳細(xì)描述從略。
親水性無(wú)機(jī)粒子為可保持電池的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性及電化學(xué)穩(wěn)定性的物質(zhì)。例如，親水性無(wú)jf幾粒子可為選自Si02、 A1203、 MgO、 Ti02、Zr02、 CaO、 丫203和SrO的任何一種或兩種或多種無(wú)機(jī)氧化物粒子。其中，優(yōu)選Si02。
疏水性有機(jī)粒子和在親水性無(wú)機(jī)粒子表面所涂覆的疏水性有機(jī)物質(zhì)的類型可以改變，并且可提及的有——但不限于——疏水性聚合物，例如PE、 PP、 PS、 PVdF、 PTFE、 PET、 PMMA、 PAN和基于疏水性硅烷的化合物如HMDS (六曱基二硅氮烷)、TMSCL (三甲基氯硅烷)、PDMS (聚二甲基硅氧烷)、DDS (二甲基二氯硅烷)。其中，特別優(yōu)選基于疏水性硅烷的化合物。
根據(jù)由本發(fā)明的發(fā)明者實(shí)施的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)疏水性粒子的含量超過基于電極材料計(jì)的預(yù)定含量時(shí)，證實(shí)了疏水性粒子起電阻作用而不是發(fā)揮水滲透抑制作用，從而對(duì)電池的速率性能具有負(fù)面影響。因此，為通 過防水特性改進(jìn)高溫貯存性能并同時(shí)保持電池的速率性能，可優(yōu)選含有
0.1-5重量％的量的疏水性粒子，基于電極材料的總重計(jì)。具體而言，疏 水性粒子可以陰極材料總重的0.1-5重量0/0的量含在陰極材料中和/或以 陽(yáng)極材料總重的0.1-5重量％的量含在陽(yáng)極材料中。
對(duì)疏水性粒子的大小無(wú)特別限制，并且在考慮構(gòu)成電極材料的組分 的形狀和涂覆電極材料漿體的難易的基礎(chǔ)上，優(yōu)選粒子大小為lnm至 100 ,。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，以上及其他目標(biāo)可通過提供一種非水鋰二 次電池用電極材料而實(shí)現(xiàn)，所述電極材料包括電極活性材料、粘合劑、 導(dǎo)電材料和以上提及的疏水性非活性粒子。
下文中，將對(duì)本發(fā)明鋰二次電池所需的其余部分進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
陰極通過例如將一種陰極活性材料、 一種導(dǎo)電材料和一種粘合劑的 混合物涂覆到陰極集電器上，接著進(jìn)行干燥而制得。如果需要，還可向 上述混合物中添加一種填充劑。
可在本發(fā)明中使用的陰極活性材料的實(shí)例可包括但不限于，層狀化
合物，例如鋰鈷氧化物(LiCo02)和鋰鎳氧化物(LiNi02)，或由一種 或多種過渡金屬取代的化合物；鋰錳氧化物例如式Li1+xMn2.x04 (0SxO,33)的化合物、LiMn03、 1^]\111203和LiMn02;鋰銅氧化物 (Li2Cu02);釩氧化物例如LiV30s、 LiFe304、 丫205和Cu2V207;式 LiNi廣xMx02 (M = Co、 Mn、 Al、 Cu、 Fe、 Mg、 B或Ga，并且0.01￡x<0.3) 的Ni-位點(diǎn)型鋰鎳氧化物；式LiMn2-xMx02(M-Co、 Ni、 Fe、 Cr、 Zn 或Ta,并且0.01^tS0.1)或式Li2Mn3M08(M = Fe、 Co、 Ni、 Cu或Zn) 的鋰錳復(fù)合氧化物；LiMn204,其中一部分Li被堿土金屬離子取代；二 硫化物化合物；和Fe2(Mo04)3。
陰極集電器通常制成具有3-500 fim的厚度。對(duì)陰極集電器的材料沒 有特別限制，只要它們具有高電導(dǎo)率并且不會(huì)在所制成的電池內(nèi)引起化 學(xué)變化即可。陰極集電器的材料的實(shí)例包括不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)
的碳，及表面用碳、鎳、鈦或銀處理過的鋁或不銹鋼。陰極集電器可制 成其表面具有細(xì)小的不規(guī)則體以便提高對(duì)陰極活性材料的粘附強(qiáng)度。此外，陰極集電器可采用多種形式，包括薄膜、薄片、箔片、網(wǎng)、多孔結(jié) 構(gòu)、泡沫和無(wú)紡布。
通常添加的導(dǎo)電材料的量為1-50重量％，以包含陰極活性材料的 混合物的總重計(jì)。對(duì)導(dǎo)電材料無(wú)特別限制，只要其具有適宜的電導(dǎo)率 并且不會(huì)在制成的電池內(nèi)引起化學(xué)變化即可。導(dǎo)電材料的實(shí)例包括， 含石墨例如天然石墨或人造石墨的導(dǎo)電材料；炭黑類，例如炭黑、乙 炔黑、Ketjen黑、槽法碳黑、爐黑、燈黑及熱裂炭黑；導(dǎo)電纖維，例 如碳纖維和金屬纖維；金屬粉末例如氟化碳粉末、鋁粉及鎳粉；導(dǎo)電
須晶，例如氧化鋅和鈦酸鉀；導(dǎo)電金屬氧化物，例如二氧化鈦；以及 聚亞苯基衍生物。
粘合劑為一種有助于粘合活性材料和導(dǎo)電材料、以及粘合集電器 的組分。粘合劑通常以1-50重量％的量添加，以包括陰極活性材料的 混合物的總重計(jì)。粘合劑的實(shí)例包括聚偏l，l-二氟乙烯、聚乙烯醇、 羧甲基纖維素(CMC)、淀粉、羥丙基纖維素、再生纖維素、聚乙烯吡 咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物 (EPDM)、磺化的EPDM、 丁苯橡膠、氟橡膠及多種共聚物。
填充劑為 一種任選的用于抑制陰極膨脹的組分。對(duì)填充劑無(wú)特別 限制，只要其不在制成的電池中引起化學(xué)變化以及為一種纖維材料即 可。所述填充劑的實(shí)例包括烯烴聚合物例如聚乙烯和聚丙烯；及纖維 材料例如玻璃纖維和碳纖維。
陽(yáng)極通過將一種陽(yáng)極材料涂覆至陽(yáng)極集電器、接著進(jìn)行干燥而制 得。如果需要，還可包括如上所述其他組分。
可在本發(fā)明中使用的陽(yáng)極活性材料的實(shí)例包括碳例如非石墨化碳 和基于石墨的碳；金屬?gòu)?fù)合氧化物例如LixFe2O3(0^xSl)、 LixWO2(0^^1) 及SnxMen-xMe'yOz(Me: Mn、 Fe、 Pb或Ge; Me， Al、 B、 P、 Si、元 素周期表I族、II族和ffl族元素或囟素；0<x￡l; l^y<3;并且15z^8); 鋰金屬；鋰合金；硅基合金；錫基合金；金屬氧化物，例如SnO、 Sn02、 PbO、 Pb02、 Pb203、 Pb304、 Sb203、 Sb204、 Sb2Os、 GeO、 Ge02、 Bi203、 ^204及81205;導(dǎo)電聚合物，例如聚乙炔；以及Li-Co-Ni基 材料。
陽(yáng)極集電器通常制成具有3-50(Him的厚度。對(duì)陽(yáng)極集電器材料沒
7有特別限制，只要其具有適宜的電導(dǎo)率并且不會(huì)在制成的電池中引起 化學(xué)變化即可。陽(yáng)極集電器材料的實(shí)例包括銅、不銹鋼、鋁、鎳、鈦、 燒結(jié)的碳，及表面用碳、鎳、鈦或銀處理過的銅或不銹鋼，以及鋁-鎘合金。同陰極集電器類似，陽(yáng)極集電器也可加工成在其表面形成細(xì) 小的不規(guī)則體以便提高對(duì)陽(yáng)極活性材料的粘附強(qiáng)度。此外，陽(yáng)極集電 器可以多種形式使用，包括薄膜、薄片、箔片、網(wǎng)、多孔結(jié)構(gòu)、泡沫 及無(wú)紡布。
在陰極和陽(yáng)極之間插入隔膜。作為隔膜，可使用具有較高的離子滲
透性和機(jī)械強(qiáng)度的絕緣薄膜。隔膜通常具有0.01-10 nm的孔徑和5-300 pm的厚度?？墒褂糜删哂心突瘜W(xué)性和疏水性的烯烴聚合物例如聚丙烯 和/或玻璃纖維或聚乙烯制成的薄片或無(wú)紡布作為隔膜。當(dāng)使用固體電解 質(zhì)例如聚合物作電解質(zhì)時(shí)，該固體電解質(zhì)還可既作隔膜又作電解質(zhì)。
含鋰鹽的非水電解質(zhì)由非水電解質(zhì)和鋰構(gòu)成。非水電解液、固體電 解質(zhì)和無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)均可用作非水電解質(zhì)。
可在本發(fā)明中使用的非水電解液的實(shí)例包括質(zhì)子惰性有機(jī)溶劑例如 N-曱基-2-吡咯烷酮、碳酸異丙烯酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丁酯、碳酸二 甲酯、碳酸二乙酯、Y-丁內(nèi)酯、1，2-二甲氧基乙烷、四幾基franc、 2-曱 基四氫呋喃、二甲亞砜、1，3-二氧戊環(huán)、甲酰胺、二曱基曱酰胺、二氧戊 環(huán)、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基曱烷、 二氧戊環(huán)衍生物、環(huán)丁砜、曱基環(huán)丁砜、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸異 丙烯酯衍生物、四氳呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯及丙酸乙酯。
本發(fā)明中使用的有機(jī)固體電解質(zhì)的實(shí)例包括聚乙烯衍生物、聚環(huán) 氧乙烷衍生物、聚環(huán)氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、攪拌聚賴氨酸(poly agitation lysine)、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏l，l-二氟乙烯，以及 含離子解離基團(tuán)的聚合物。
本發(fā)明中使用的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的實(shí)例包括鋰的氮化物、卣化物 及硫酸鹽，例如LisN、 Lil、 LisNI2、 U3N-LiI-LiOH、 LiSiO4、 LiSi04-LiILiOH、 Li2SiS3、 Li4SK)4、 Li4Si04-LiI-LiOH及 Li3P04-Li2S-SiS2。
鋰鹽為易溶于以上提及的非水電解質(zhì)的 一種材料并且可包括例如 LiCl、 LiBr、 Lil、 LiC104、 LiBF4、 IJBk)C1k)、 LiPF6、 LiCF3S03、 LiCF3C02、
8LiAsF6、 LiSbF6、 LiAlCl4、 CH3S03Li、 CF3S03Li、 (CF3S02)2NLi、氯硼 烷鋰、低級(jí)脂族羧酸鋰、四苯基硼酸鋰及二酰亞胺。
此外，為改進(jìn)充電/放電性能及阻燃性，可向非水電解質(zhì)中添加例 如吡啶、三乙基亞磷酸酯、三乙醇胺、環(huán)醚、1，2-二乙胺、正甘醇二曱 醚、六磷酰三胺、硝基苯衍生物、硫、醌亞胺染料、N-取代的噁唑烷 酮、N，N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、銨鹽、吡咯、2-曱氧基乙 醇、三氯化鋁等。如果需要，為了具有不燃性，非水電解質(zhì)還可包括 含囟素的溶劑，例如四氯化碳和三氟乙烯。此外，為了改進(jìn)高溫貯存 性能，所述非水電解質(zhì)還可包括二氧化碳?xì)怏w。
實(shí)施例
現(xiàn)將參照以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。提供所述實(shí)施 例僅為說明本發(fā)明，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明范圍和主旨的限制。
將95重量％的LiCo02作為陰極活性材料、2.5重量％的Super-P作 為導(dǎo)電材料和2.5重量％的PVdF作為粘合劑添加到NMP (N-甲基-2-吡咯烷酮)溶劑中。將基于陰極活性材料總重計(jì)為0.1重量％并且其表 面用HMDS (六曱基二硅氮烷)處理過的疏水性Si02添加到陰極活性材 料中，從而制備一種陰極材料。其后，將該陰極材料涂覆于鋁箔上，然 后將鋁箔進(jìn)行干燥并壓縮，從而制得陰極。
將95重量％人造石墨作為陽(yáng)極活性材料、2.5重量％的Super-P作 為導(dǎo)電材料和2.5重量％的PVdF作為粘合劑添加到NMP (N-曱基-2-吡咯烷酮)溶劑中。將基于陽(yáng)極活性材料總重計(jì)為0.1重量％并且其表 面用HMDS (六甲基二硅氮烷)處理過的疏水性Si02添加到陽(yáng)極活性材 料中，從而制備一種陽(yáng)極材料。其后，將該陽(yáng)極材料涂覆于銅箔上，然 后將銅箔進(jìn)行干燥并壓縮，從而制得陽(yáng)極。
將隔膜(Celgard 2400，由Hoechst Cdanese Corporation生產(chǎn))插 入以上制備的陰極和陽(yáng)極之間，并將含1 M LiPF6鋰鹽的EC/EMC基電 解質(zhì)注入所述隔膜中，從而制得鋰二次電池。[實(shí)施例2j
以與實(shí)施例l相同的方式制備鋰二次電池，不同之處在于不向陰極 中添加疏水性Si02。
以與實(shí)施例l相同的方式制備鋰二次電池，不同之處在于不向陽(yáng)極 中添加疏水性Si02。
以與實(shí)施例l相同的方式制備鋰二次電池，不同之處在于向陰極和 陽(yáng)^l中添加5重量％的疏水性Si02。
以與實(shí)施例l相同的方式制備鋰二次電池，不同之處在于向陰極和 陽(yáng)極中添加7重量％的疏水性Si02。
對(duì)各實(shí)施例1-5和對(duì)照實(shí)施例1-3中制得的電極中的水含量進(jìn)行測(cè) 量，并示于下表l中。1. 高溫貯存性能的評(píng)估實(shí)驗(yàn)
將各實(shí)施例l-5和對(duì)照實(shí)施例l-3中制備的電池在充滿電的情況下在 60。Cl&存2周。然后，對(duì)貯存之后每個(gè)電池的容量進(jìn)4于測(cè)量并以相對(duì)于 初始容量的比率的形式示于下表l中。
2. 速率性能的評(píng)估實(shí)驗(yàn)
將各實(shí)施例1-5和對(duì)照實(shí)施例1-3中制備的電池充電至4.2 V。然后， 當(dāng)分別以0.5C和5C的電流放電時(shí)，對(duì)每個(gè)電池的容量進(jìn)行測(cè)量并以 0.5C對(duì)5C的比率的形式示于下表1中。
<表1>
陰極中的陽(yáng)極中的陰極中的陽(yáng)極中的高溫l&存放電容量比
Si()2含量Si。2含量水含量水含量之后的容(0.5C/5C )
(重量(重量(ppm)(ppm )量比
%)%)
實(shí)施例10.10.1180808380
實(shí)施例200.1245808082
實(shí)施例30.101801458183
實(shí)施例422168738379
實(shí)施例555160608477
對(duì)照實(shí)施例1005201507184
對(duì)照實(shí)施例2155558468
對(duì)照實(shí)施例31010150508465
從表l中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1-5的電池的陰極和陽(yáng)極的水 含量顯示出顯著的降低。電池在高溫貯存之后相對(duì)于初始容量的容量 比為至少80%，該容量比是很高的。放電容量比——其為在低電流下 與在高電流下的容量比——為至少75%，該容量比也很高。即，通過 向陰極材料和/或陽(yáng)極材料中添加疏水性粒子，證實(shí)了電池內(nèi)由水引起 的副反應(yīng)在高溫貯存時(shí)被抑制，從而改進(jìn)了容量性能。反之，可以獲 知的是，對(duì)照實(shí)施例1的電池在陰極和陽(yáng)極中顯示出極高的水含量， 并且高溫貯存之后的容量與初始容量相比顯示出顯著的降低。
ii另外，對(duì)于對(duì)照實(shí)施例2和3的電池，當(dāng)疏水性粒子的含量超過 5重量％的范圍時(shí)，高溫貯存的容量比不再增加。反之，已獲知在低 電流下與在高電流下放電容量比減小。即，過量的疏水性粒子在電極 內(nèi)部起電阻作用，從而阻斷了電流。因此，優(yōu)選將疏水性粒子同實(shí)施 例2和3—樣添加到陰極或陽(yáng)極中或通過調(diào)節(jié)其含量在實(shí)施例1、 4和 5的范圍內(nèi)而添加到陰極或陽(yáng)極中。
工業(yè)實(shí)用性
從以上描述中可見，當(dāng)向非水鋰二次電池的電極材料中添加疏水性 非活性粒子時(shí)，能有效抑制電池制造過程中水吸收到或流入電極材料中， 從而防止由電池內(nèi)部的水引起的副反應(yīng)，從而改進(jìn)了電池的高溫貯存性
沾 月匕。
雖然出于說明的目的而公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但本領(lǐng)域技 術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的是，在不偏離所附權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明范圍和 主旨的情況下，可以進(jìn)行多種改進(jìn)、增加和替代。
1權(quán)利要求
1. 一種非水鋰二次電池，該電池包括一種由陰極、陽(yáng)極和插入該陰極和陽(yáng)極之間的隔膜組成的電極組件，其中所述陰極和陽(yáng)極含有一種包含涂覆于集電器上的活性材料的電極材料；一種含鋰鹽的非水電解質(zhì)；包括在所述電極材料中的疏水性非活性粒子(“疏水性粒子”)；和密封所有組成部分的電池盒。
2. 權(quán)利要求l的電池，其中所述疏水性粒子為選自以下的任意一種 或兩種或多種粒子疏水性有機(jī)粒子、疏水性無(wú)機(jī)粒子、涂覆疏水性表 面的無(wú)機(jī)粒子和涂覆疏水性表面的有機(jī)粒子。
3. 權(quán)利要求2的電池，其中所述涂覆疏水性表面的無(wú)機(jī)粒子為其表 面涂覆有疏水性有機(jī)物質(zhì)的親水性無(wú)機(jī)粒子。
4. 權(quán)利要求3的電池，其中所述親水性無(wú)機(jī)粒子為選自Si02、Al203、 MgO、 Ti02、 Zr02、 CaO、 ￥203和SrO的任意一種或兩種或多種無(wú)機(jī) 氧化物粒子。
5. 權(quán)利要求4的電池，其中所述親水性無(wú)機(jī)粒子為Si02。
6. 權(quán)利要求2或3的電池，其中所述疏水性粒子和疏水性有機(jī)物質(zhì) 由疏水性聚合物或疏水性的基于硅烷的化合物組成。
7. 權(quán)利要求6的電池，其中所述疏水性的基于硅烷的化合物為選自 HMDS、 TMSCL、 PDMS和DDS中的任意一種或兩種或多種。
8. 權(quán)利要求l的電池，其中所述疏水性粒子以基于陰極材料總重的 0.1-5重量％的量含在陰極材料中和/或以基于陽(yáng)極材料總重的0.1-5重量 %的量含在陽(yáng)極材料中。
9. 權(quán)利要求1的電池，其中所述疏水性粒子具有1 nm至100 fim的 粒子大小。
10. 用于非水鋰二次電池的一種電極材料，該電極材料含有電極活 性材料、粘合劑、導(dǎo)電材料和疏水性非活性粒子。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種非水鋰二次電池，該電池包括一種由陰極、陽(yáng)極和插入該陰極和陽(yáng)極之間的隔膜組成的電極組件，其中所述陰極和陽(yáng)極含有一種包含涂覆于集電器上的活性材料的電極材料；含鋰鹽的非水電解質(zhì)；包含于所述電極材料中的疏水性非活性粒子(也稱為“疏水性粒子”)；及密封所有組成部分的電池盒。當(dāng)向非水鋰二次電池的電極材料中添加疏水性非活性粒子時(shí)，能夠有效地抑制電池制造過程中水吸收到和流入電極材料中，從而防止了由電池內(nèi)的水引起的副反應(yīng)，從而顯示出電池高溫貯存性能的改進(jìn)。
文檔編號(hào)H01M10/04GK101523657SQ200780038308
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月21日
發(fā)明者李恩周, 李漢浩, 柳志憲, 玄晶銀 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)