專利名稱：鋰可再充電電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰二次電池，更具體而言，涉及具有優(yōu)良的循環(huán)性能和輸出性能的鋰二次電池。
背景技術(shù)：
近年來，人們對能量儲存技術(shù)的興趣日益增加。由于能量儲存技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)擴展到移動電話、便攜式攝像機、筆記本電腦甚至電動汽車，對于將高能量密度電池作為這些電子裝置的電源的需求不斷增長。為滿足這一需求，人們正積極開展關(guān)于鋰二次電池的研究。許多公司已經(jīng)生產(chǎn) 了各種具有不同安全性能的鋰二次電池。評價和確保這些鋰二次電池的安全性是極其重要的。對安全性最重要的考慮在于鋰二次電池運行失敗或運行故障不應(yīng)造成用戶受傷。出于這一目的，安全條例嚴(yán)格地限制了鋰二次電池的危險(例如著火和冒煙)可能性。目前通常使用含鋰金屬氧化物和碳材料分別作為鋰二次電池的陰極和陽極活性材料。然而，使用上述電極活性材料的鋰二次電池具有如下的安全問題:由于保護裝置故障導(dǎo)致的過度充電/過度放電；受外部沖擊或隔膜(separator)缺陷造成的內(nèi)部短路；在異常情況下(例如在高溫存儲期間)帶電陰極與電解質(zhì)溶液之間的放熱反應(yīng)，其造成陰極分解；由陰極和陽極間的短路引起的放熱；在電極界面(electrode interface)電解質(zhì)溶液的分解反應(yīng)。為了解決由電極活性材料造成的上述安全性問題，已經(jīng)提出了一種技術(shù)，其中將金屬氧化物涂布于電極層的表面或者電極活性材料顆粒的表面。已知這種金屬氧化物涂層抑制由充電和放電引起的電極活性材料的體積改變，并阻止在電解質(zhì)溶液直接接觸電極活性材料從而防止電解質(zhì)溶液發(fā)生副反應(yīng)。另一方面，隨著電池的充電/放電循環(huán)，除鋰離子外的金屬離子(通常為過渡金屬離子)也從作為陰極活性材料的含鋰金屬氧化物中溶出。含金屬氧化物層可在某種程度上抑制金屬離子的溶出，但是不能完全阻斷電極活性材料，也存在鋰離子通過的通道，因此，金屬離子的溶出是不可避免的。而這種溶出的金屬離子引起電解質(zhì)溶液的分解反應(yīng)。并且，伴隨著目前對高容量鋰二次電池的需求不斷增長，需要高電壓運行電池。但是，高電壓運行條件主要增加了電解質(zhì)溶液的副反應(yīng)，還誘導(dǎo)金屬離子從作為陰極活性材料的鋰金屬氧化物中快速溶出。溶出的金屬離子進一步促進電解質(zhì)溶液的副反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明內(nèi)容旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種盡管使用了包括金屬氧化物層的電極也可抑制電解質(zhì)溶液的副反應(yīng)、從而達到優(yōu)良的循環(huán)性能和輸出性能的鋰二次電池。另外，本發(fā)明另一目的在于，提供一種具有良好的抑制電解質(zhì)溶液副反應(yīng)的能力、即使在高壓運行條件下也達到優(yōu)良的循環(huán)性能和輸出性能的鋰二次電池。技術(shù)方案為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種鋰二次電池，其包括陰極、陽極、隔膜、非水電解質(zhì)溶液，其中，所述陰極或陽極、或二者的形成電極的電極活性材料顆粒包括金屬氧化物涂層，或者，所述陰極或陽極、或二者在形成于集電器上的電極層的表面上包括金屬氧化物涂層；所述非水電解質(zhì)溶液含有可電離鋰鹽、有機溶劑、由式I表示的二腈化合物:
權(quán)利要求
1.一種鋰二次電池，其包括陰極、陽極、隔膜、非水電解質(zhì)溶液， 其中，所述陰極或陽極、或二者的形成電極的電極活性材料顆粒包括金屬氧化物涂層，或者，所述陰極或陽極、或二者在形成于集電器上的電極層的表面上包括金屬氧化物涂層， 所述非水電解質(zhì)溶液含有可電離鋰鹽、有機溶劑、由式I表示的二腈化合物:
2.權(quán)利要求1的鋰二次電池，其中，所述二腈化合物是1,4-二氰基-2-丁烯、1,4-二氛基_2_甲基-2- 丁稀、1，4- 二氛基_2_乙基_2_ 丁稀、1，4- 二氛基-2，3- 二甲基-2- 丁稀、1，4- 二氛基-2，3- 二乙基_2_ 丁稀、1，6- 二氛基-3-己稀、1，6- 二氛基_2_甲基-3-己烯、1，6-二氰基-2-甲基-5-甲基-3-己烯中的一種或其中兩種以上的混合物。
3.權(quán)利要求1的鋰二次電池，其中，所述二腈化合物的腈基基團位于反式位置。
4.權(quán)利要求1的鋰二次電池，其中，所述二腈化合物的含量為基于100重量份鋰鹽和有機溶劑的0.1-10重量份。
5.權(quán)利要求1的鋰二次電池，其中，所述鋰鹽的陰離子是F-、Cr、Br_、r、N03-、N(CN)2-、BF4'ClO4'AlO4'AlCl4'PF6'SbF6'AsF6'BF2C2O4'BC4O8' (CF3)2PF4' (CF3)3PF3' (CF3)4PF2'(CF3)5PF' (CF3)6P' CF3SO3' CF4CF9SO3'CF3CF2SO3' (CF3SO2)2N' (FSO2) 2N\ CF3CF2 (CF3) 2C0\(CF3SO2) 2ΟΓ、(SF5) 3σ、(CF3SO2) 3σ、CF3 (CF2) 7S03\ CF3C02\ CH3Co2-, SCN' (CF3CF2So2) 2N_ 中的一種。
6.權(quán)利要求1的鋰二次電池，其中，所述有機溶劑是醚、酯、酰胺、線性碳酸酯、環(huán)狀碳酸酯中的一種或其中兩種以上的混合物。
7.權(quán)利要求6的鋰二次電池，其中，所述酯為由式2表示的丙酸酯:
8.權(quán)利要求1的鋰二次電池，其中，所述金屬氧化物是Mg、Al、Co、K、Na、Ca、S1、T1、Zr、Sn、Y、Sr、Mo、Mn、V的金屬氧化物中的一種或其中兩種以上的混合物。
9.權(quán)利要求1的鋰二次電池，其中，所述涂層中的金屬氧化物是顆粒狀的或非晶態(tài)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰可再充電電池。本發(fā)明的鋰可再充電電池具有陰極、陽極、隔膜、非水電解質(zhì)溶液。所述陰極或陽極、或二者的形成電極的電極活性材料顆粒包括金屬氧化物涂層，或者，所述陰極或陽極、或二者在形成于集電器上的電極層的表面上包括金屬氧化物涂層，所述非水電解質(zhì)溶液含有可電離鋰鹽、有機溶劑、及特定結(jié)構(gòu)的二腈化合物。本發(fā)明的鋰可再充電電池能夠防止電極降解并且抑制電解質(zhì)溶液的副反應(yīng)，因此，循環(huán)壽命和輸出特性性能優(yōu)異。
文檔編號H01M4/04GK103229342SQ201180057180
公開日2013年7月31日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者全鐘昊, 梁斗景, 俞成勛, 李珉衡 申請人:株式會社Lg化學(xué)