锂离子电池的制作方法

专利名称：锂离子电池的制作方法
技术领域：
本示例性实施方案涉及具有高安全性的锂离子电池。
背景技术：
锂离子电池可以实现高能量密度，因此作为用于移动电话和笔记本个人电脑的电源以及大型的蓄电用电源和用于汽车的电源正在引起注意。尽管锂离子电池可以实现高能量密度，但是在增大它们的尺寸时需要更高的安全性。例如，大型的蓄电用电源和用于汽车的电源需要特别高的安全性，并且尽管诸如电池、 包装件等的结构设计、保护电路、电极材料、具有防止过充电功能的添加剂和关闭功能得到增强的隔板之类的措施被认为是安全措施，但是在充分考虑安全性和确保安全性的情况下，用于进一步提高安全性的手段之一是电解液的阻燃性。锂离子电池使用非质子溶剂如环状碳酸酯和直链碳酸酯作为电解液溶剂，并且这种碳酸酯具有高的介电常数和锂离子的高离子电导率的特性，但是具有低的闪点并且是可燃的。通常，环状碳酸酯具有高介电常数和高粘度的特性，而直链碳酸酯具有低介电常数和低粘度的特性。因此，在锂离子电池中，取决于其应用而将这些溶剂混合使用。另一方面，对在一定温度表现为液态的离子液体作为电解液溶剂使用进行了研究。因为离子液体由于其不具有挥发性且具有高的分解温度而具有非常低的易燃性的特性，因此对使用离子液体作为锂离子电池的电解液的研究已在活跃地进行。在专利文献1中，将含有1-甲基-3-乙基咪唑鐺阳离子的离子液体用作电解液溶剂，并且因为这种电解液溶剂即使在120°C的高温度环境下也不挥发，其显示出良好的性质。然而，含有这样的阳离子的离子液体具有差的还原稳定性，并且在相对于Li/Li+为IV 以下的电势经历还原分解。因此，存在当负极在相对于Li/Li+为IV以下被激活时电池的循环特性显著降低的问题。因此，有必要使用其中负极相对于Li/Li+的动作电势为IV以上的负极活性材料，并且因为与使用碳负极的情况相比，在此情况下电池电压降低，所以没有获得高的能量密度。专利文献2描述了包含选自N-甲基-N-乙基吡咯烷鐺，N-甲基-N-丙基吡咯烷鐺，N-甲基-N-乙基吡咯烷鐺和N-甲基-N-丙基哌啶鐺中的至少一种阳离子并且具有改善的还原稳定性的离子液体即使在Li金属或Sn等相对于Li/Li+的动作电势为IV以下的情况下，也具有优异的还原稳定性，并且其中Li金属用作负极而LiCoO2用作正极的电池的特性包括高的能量密度，优异的贮存特性和阻燃性。专利文献3公开了使用含有双(氟磺酰)亚胺阴离子的离子液体的4V水平的锂二次电池，其中使用例如石墨，氧化锡或Si系材料如S^2的负极活性材料，在所述的负极活性材料中，Li可以在接近于Li金属的氧化还原电势的电势下介入和消除。此外，非专利文献1描述了包含双(氟磺酰)亚胺阴离子的离子液体允许Li离子在石墨上的介入和消除。然而，专利文献3和非专利文献1仅仅描述了在使用石墨时可以充电和放电，但是存在由于具有高粘度的离子液体到石墨中的浸渗低而无法获得足够的容量、比率特性 (rate characteristics)禾口生的|、η]||0另一方面，尽管碳材料通常用作锂离子电池的负极材料，已知的是，在具有高结晶度的石墨表面上，电解液中的碳酸酯如碳酸亚丙酯在相对于Li/Li+为约IV时经历还原分解，从而增加不可逆容量而降低充电/放电效率和循环特性。已知的是，在具有非常高石墨化程度的碳的表面上，环状碳酸酯如PC(碳酸亚丙酯)容易分解，从而引起循环特性降低。存在的问题是，具有高粘度的离子液体通常向多孔材料如电极和隔板中的浸渗差。为了改善离子液体向多孔材料中的浸渗，例如在专利文献4和5中研究了混合碳酸酯以降低粘度的技术。专利文献4描述了以0. 1至30体积％的量混合环状碳酸酯和/或直链碳酸酯，而专利文献5描述了以50体积％以上的量混合环状碳酸酯和/或直链碳酸酯。 这显示了，混合比离子液体粘度低的环状碳酸酯和/或直链碳酸酯降低了电解液溶剂的粘度，改善了向多孔材料如电极和隔板中的浸渗，并且增大了能量密度。然而，环状碳酸酯具有低的还原稳定性，并且特别是在石墨的表面上容易经历还原分解。因此，存在的问题是， 在重复的循环的同时，碳酸酯在石墨的表面上经历还原分解，并且诸如循环特性和贮存特性的特性显著降低。此外存在这样的问题，甚至当使用具有低还原稳定性的离子液体时，在重复循环的同时离子液体经历还原分解而显著地降低电池特性。其中使用在比用作电解液溶剂的碳酸酯高的电势下经历还原分解的物质作为添加剂，以制备具有高的锂离子渗透性的保护膜即SEI (固体电解液界面)的技术是已知的。 已知的是，由于所述保护膜对充电/放电效率，循环特性和安全性具有大的影响，因此保护膜的控制对于获得高的负极性能是不可缺少的，并且关于碳材料和氧化物材料，需要减少其不可逆容量。那么，显示出，通过进一步结合用于在石墨表面上形成保护膜的添加剂，减少了不可逆容量，并且改善了容量、循环特性等，同时保持了电解液的阻燃性。以下作为使用石墨的技术向公众公开。显示了 在专利文献6中通过结合具有π键的环状酯如碳酸亚乙烯酯；在专利文献7中通过结合具有S = 0键的环状有机化合物如1，3_丙磺酸内酯；在专利文献8中通过结合具有C = C不饱和键的环状碳酸酯如碳酸乙烯基亚乙酯 (vinylethylenecarbonate)；以及在专利文献9中通过结合具有S = 0键的环状有机化合物如1，3_丙磺酸内酯和/或具有π键的环状碳酸酯如碳酸亚乙烯酯时，可以进行上述改
業
口 ο然而，由于石墨具有极高的分解电解液的活性，如专利文献6至9中所述必须加入大量保护膜形成物质，以便形成用于长时间获得良好特性的保护膜。当使用大量添加剂时存在的问题是由增大的电阻值或增大的不可逆容量导致电池特性降低和充电/放电效率降低。此外，专利文献10中公开了一种包含碳材料(难以石墨化的碳)的负极活性材料的技术，在该碳材料中，(002)面的间距为0. 34nm以上引文清单专利文献专利文献1 JP3426869B专利文献2 JP2003-331918A专利文献3 JP2007-207675A
专利文献4 JP3774315B专利文献5 JP2003-288939A专利文献6 JP2002-373704A专利文献7 :JP2005-(^6091A专利文献8 JP2006-085912A专利文献9 JP2007-134282A专利文献10 JP2008-108460A非专利文献非专利文献1 :J. Power Sources, 162 卷(2006)，658-662 页发明_既述技术问题为了获得良好的电池特性，在第一次充电时电解液向电极的内部(inner part)的浸渗对于抑制电解液组分的还原分解是非常重要的。离子液体通常具有高粘度，这使离子液体难以快速浸渗到电极的多孔内部中。因此，如专利文献4至9中所述，已经尝试添加非质子溶剂来降低离子液体的粘度，但是向电极内部中的浸渗仍然不够。当在第一次充电时向作为负极活性材料的碳电极中的浸渗不均勻时，存在由于负极容量相对于正极容量的不足而使锂金属容易沉淀在负极上的问题，这导致容量减小和循环特性降低，并且还导致电流在锂金属部分上的富集，从而可能容易地发生微短路和电解液组分的还原分解。在第一次充电时，在作为负极活性材料的碳上形成SEI膜，但是当浸渗不足时，在重复充电和放电的同时，碳逐渐被电解液浸渗。然而，存在的问题是，由于用于形成SEI的添加剂在第一次充电或在几次充电过程中被消耗，几次充电后在被浸渗的部分中没有或者仅有少量的添加剂残留在电解液中，这妨碍形成适当的SEI并且导致电解液组分经历还原分解，从而降低循环特性。虽然至少含有离子液体和锂盐的电解液甚至可以用于仅使用石墨粒子作为活性材料的碳电极，但是优选使用被涂布或粘附有无定形碳的石墨作为活性物质。然而，存在的问题是，略微存在于碳表面上的杂质官能团如羟基在长时期的高温循环中分解并气化， 并且导致电池特性的降低。此外，在经历了还原分解的含有离子液体的电解液或凝胶电解质中已经发现了阻燃性的降低，这是如上所述的问题。当离子液体已经经历还原分解时，其不能保持初始的不挥发性和低易燃性。即，存在的问题是，因为在由于离子液体不令人满意地浸渗到碳材料中而导致没有形成SEI的部分中电解液组分经历还原分解，因此当重复循环时安全性降低。考虑到上述问题而进行了本示例性实施方案。本示例性实施方案的一个目的是提供具有下列特性的锂离子电池长时期保持电解液的阻燃性，具有高的能量密度，并且具有改善的充电-放电循环特性、高温贮存特性和比率特性。问题的解决方案因此，作为深入细致研究的结果，完成本示例性实施方案的人员发现，上述目的可以在用表面处理剂处理碳材料表面时实现。具体地，本示例性实施方案用这样的一种锂离子电池实现了上述目的，所述锂离子电池使用能够形成至少含有离子液体和锂盐的电解液或凝胶电解质的预凝胶化的溶液，以及使用其表面用表面处理剂改良的碳材料作为负极中包含的负极活性材料。 考虑到容量，本示例性实施方案的碳材料优选至少包括其中(002)面的层间距离为0. 335至0. 337nm的石墨粒子。此外，碳材料优选包括表面被涂布或粘附有无定形碳的石墨粒子。此外，石墨粒子的表面所被涂布或粘附的无定形碳的质量优选为负极活性材料的1质量％以上并且30质量％以下。 本示例性实施方案的表面处理剂可以是偶联剂，并且还可以包括选自硅烷系偶联剂、铝系偶联剂和钛系偶联剂中的至少一种，但是更优选硅烷系偶联剂。此外，负极活性材料可以通过用表面处理剂浸渗来处理、可以通过涂布来处理、或者可以通过将表面处理剂混合到电极活性材料的浆液中而形成。本示例性实施方案的表面处理剂的有机官能团的实例包括烷基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基和乙烯基。在本示例性实施方案中，可以加入非质子溶剂以便降低电解液的粘度。在本示例性实施方案中，还可以使用普通添加剂以便抑制离子液体或非质子溶剂的还原分解；更优选地，电解液可以含有二磺酸酯或者可以含有碳酸亚乙烯酯或其衍生物。发明的有益效果根据本示例性实施方案，可以通过将有机官能团结合到作为负极活性材料的碳材料的表面而显著地改善离子液体的浸渗。具体地，此效果已经通过有机官能团如烷基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基和乙烯基得到证实。此外，已经发现，当用于结合有机官能团的表面处理剂是硅烷系偶联剂、铝系偶联剂和钛系偶联剂时，离子液体的浸渗得到进一步的改善。以上效果的原因在于虽然离子液体通常在碳材料的表面上具有低的润湿性，但是至少含有离子液体和锂盐的电解液在进行了上述表面处理的碳材料表面上具有显著降低的表面张力。根据本示例性实施方案，因为对于至少含有离子液体和锂盐的电解液具有降低的表面张力的碳材料的表面容易被该电解液浸渗，所以从液体灌注至第一次充电的时间可以缩短，并且加热促进浸渗的步骤等将是不必要的或是简单的。根据本示例性实施方案，在第一次充电时负极容量相对于正极容量将不会是不足的，原因在于碳电极被电解液充分地浸渗；并且也可以提高第一次充电/放电效率并且能够在长时期内获得良好的循环性和比率特性，因为可以抑制副反应如锂金属形成以及电解液组分的还原反应。根据本示例性实施方案，因为碳电极被电解液充分地浸渗，所以在第一次充电时添加剂在碳表面上均勻地分解而形成良好的SEI，从而抑制电解液组分如离子液体和非质子溶剂的还原分解，因而能够在长时期内获得良好的循环性和比率特性。根据本示例性实施方案，因为以很少的量存在于碳表面上的杂质官能团如羟基被表面改性剂代替，所以也表现出移除残留在碳表面上的杂质官能团的效果，从而能够在长时期内获得良好的循环性和比率特性。根据本示例性实施方案，虽然至少含有离子液体和锂盐的电解液甚至可以用于仅使用石墨粒子作为活性材料的碳电极，但是优选使用被涂布或粘附有无定形碳的石墨作为活性材料。因为无定形碳是通过在比石墨低的温度烧结而制备的，所以在碳表面上存在许多杂质官能团。因为这允许来自表面改性剂的官能团的有效引入，所以至少含有离子液体和锂盐的电解液的浸渗也能够得到显著地改善。此外，因为出于以上原因可以抑制离子液体的还原分解，所以可以保持电解液或凝胶电解质在长时期内的阻燃性，并且可以获得具有高安全性的电池。附图简述[

图1]图1是说明本示例性实施方案的锂离子电池的正极构造的图。[图2]图2是说明本示例性实施方案的锂离子电池的负极构造的图。[图3]图3是说明本示例性实施方案的锂离子电池卷绕后的电池元件构造的图。实施方案的说明下文中，将对本示例性实施方案的构造进行描述。本示例性实施方案的锂离子电池包括至少含有离子液体和锂盐的电解液、正极和含有负极活性材料的负极，其中所述负极活性材料是用表面处理剂处理过的碳材料。电解液的浸渗可以通过用表面处理剂处理碳材料而改善。用表面处理剂的处理包括用偶联剂处理，用具有不同石墨化程度的碳涂布处理，以及用具有良好润湿性的硅系材料涂布处理， 其中优选用偶联剂处理。偶联剂的实例包括硅烷系偶联剂、铝系偶联剂和钛系偶联剂，其中硅烷系偶联剂是特别有效的。这些偶联剂的有机官能团的实例包括烷基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基、乙烯基和氨基。作为烷基，优选具有1至10个碳的直链或支链烷基。硅烷系偶联剂的实例包括但不限于，甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三苯氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、三苯基硅烷醇、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、正辛基二甲基氯硅烷、四乙氧基硅烷、甲基甲氧基硅氧烷、二甲基苯基甲氧基硅氧烷、烷基烷氧基硅氧烷、乙烯基三乙酸基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、二烯丙基二甲基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷和3-苯基氨基丙基硅烷。此外，钛系偶联剂包括但不限于，三异硬脂酰基钛酸异丙酯、三(十二烷基)苯磺酰酞酸异丙酯、三(二辛基焦磷酸)酞酸异丙酯、双(二辛基亚磷酸)酞酸四异丙酯、双(二(十三烷基)亚磷酸) 酞酸四辛酯、四O-乙基己氧基)钛、双(乙基乙酰乙酸)丙烷二氧基钛、单硬脂酸三正丁氧基钛、(2-正丁氧基羰基苯甲酰氧基)三丁氧基钛和二正丁氧基双(三乙醇胺基)钛。在本示例性实施方案中，可以使用例如硅烷系偶联剂溶液，其中控制为4至7的pH 的乙酸水溶液含有0. 1至10质量％的量的如上所述的偶联剂，并且为了降低粘度可以向其添加甲醇或乙醇。另外，可以将该溶液用相容性溶剂稀释以调节浓度。在本示例性实施方案中，碳材料的表面处理方法的实例包括但不限于，(1)用表面处理剂溶液通过浸没来浸渗负极基底，所述负极基底包含被涂敷并且干燥在集电体上的碳材料，然后在预定的温度使负极基底和表面处理剂之间进行缩合反应的方法(表面处理方法1)；或者( 将表面处理剂溶液涂敷到负极基底上，所述负极基底包含被涂敷并且干燥在集电体上的碳材料，然后在预定的温度使负极基底和表面处理剂之间进行缩合反应的方法(表面处理方法幻；或者C3)用表面处理剂溶液通过浸没来浸渗粉末化的碳材料或将表面处理剂溶液喷射在粉末化的碳材料上，然后在预定的温度使碳材料和表面处理剂之间进行缩合反应的方法(表面处理方法幻；或者(4)将其中添加了表面处理剂溶液的碳材料浆液涂敷到集电体上，然后干燥，然后在预定的温度使负极基底和表面处理剂之间进行缩合反应的方法(表面处理方法4)。本示例性实施方案的锂离子电池中，使用碳材料作为负极活性材料，并且特别地， 在使用石墨的情况下，人造石墨和天然石墨都可以使用，并且被涂布或粘附有无定形碳的石墨也可以使用。具有低结晶性的几乎未石墨化的碳等可以用作其它碳材料，但是当考虑到容量时，优选含有碳材料的石墨。石墨具有层状、块状、纤维状、球状或鳞状的形状，它们全部都可以使用，并且当考虑到容量时，特别优选其中(00 面的层间距离为0.335至 0. 337nm的石墨。此外，用于涂布或粘附石墨的无定形碳可以完全地涂布石墨或部分地涂布石墨。 用无定形碳涂布的方法包括但不限于用链烷烃，烯烃，稠合的多环烃化合物如芳族化合物，或有机聚合物化合物如酚醛树脂、丙烯酸类树脂和聚氯乙烯涂布石墨粒子的表面，然后通过热处理等将该化合物转化为无定形碳的方法；和通过热分解有机化合物而将其气化并且使所得气体被吸附在石墨粒子表面上的方法。用无定形碳涂布的方法的实例包括 JP3335366B 和 JP3711726B。从电池的单位容积的容量的观点来看，用于涂布或粘附石墨粒子表面的无定形碳的质量优选为负极活性材料的1质量％以上并且30质量％以下。此外，如果如上所述碳材料的比表面积太大，则可能发生由于粒子随着充电和放电的消除而导致的循环劣化，并且如果比表面积太小，则难以提高电极密度并且粒子可能在在受压过程中被破坏。因此，碳材料的比表面积优选为0. 4至1. 8m2/g。在本示例性实施方案的锂离子电池中，正极活性材料的实例包括含锂复合氧化物如LiCo02、LiNi0dnLiMn204。此夕卜，这些含锂复合氧化物的过渡金属部分可以被其它元素代替。此外，也可以使用在4. 5V以上的金属锂对电极电势具有平稳状态的含锂复合氧化物。 含锂复合氧化物的实例包括尖晶石型锂-锰复合氧化物、橄榄石型含锂复合氧化物和反尖晶石型含锂复合氧化物。含锂复合氧化物可以是由例如下式表示的化合物Lia(MxMn2_x) O4，其中0 < χ < 2并且0 < a < 1. 2，并且M是选自由Ni、Co、Fe、Cr和Cu组成的组中的至少一个。用于本示例性实施方案的锂离子电池的负极和正极可以通过以下方法获得分别将负极活性材料和正极活性材料在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中与导电助剂如炭黑和粘合剂如聚偏二氟乙烯(PVDF) —起分散和捏合；并且将所得混合物施用于基底上，如用于负极活性材料的铜箔和用于正极活性材料的铝箔。本示例性实施方案的锂离子电池的电解液中所含的离子液体的阴离子包括但不限于:PF6\ PF3 (C2F5) ” PF3 (CF3) ” BFp BF2 (CF3) 2、BF3 (CF3) \ AlClp N (FSO2) 2、N (CF3SO2) 2、N(C2F5SO2)2^ 禾Π CF3SOf。本示例性实施方案的锂离子电池的离子液体的阳离子物种的实例包括季铵阳离子、鳞阳离子和锍阳离子。包括铵阳离子在内的阳离子的实例包括但不限于，N-甲基-N-丙基吡咯烷鐺，N-甲基-N-丁基吡咯烷鐺，N-甲基-N-丙基哌啶鐺，N-甲基-N-丁基哌啶鐺，四乙基铵，三乙基甲基铵，N，N，N-三甲基-N-丙基铵，1-丁基-3-甲基咪唑鐺，1-乙基-3-甲基咪唑鐺，1-己基-3-甲基咪唑鐺，1-辛基-3-甲基咪唑鐺，1-乙基_2，3-二甲基咪唑鐺， 1- 丁基_2，3- 二甲基咪唑鐺，1-己基-2，3- 二甲基咪唑鐺，1-乙基吡啶鐺，1- 丁基吡啶鐺和1-己基吡啶鐺。包括鳞阳离子在内的阳离子的实例包括但不限于，三丁基-正-辛基鳞， 四苯基鳞，四乙基鳞，四乙基鳞，四-正-辛基鳞，甲基三苯基鳞，异丙基三苯基鳞，甲氧基羰基甲基(三苯基)鳞，乙基三苯基鳞，丁基三苯基鳞和(1-萘基甲基)三苯基鳞。包括锍阳离子在内的阳离子的实例包括但不限于，三甲基锍，(2-羧乙基)二甲基锍，二苯基(甲基) 锍，三-正-丁基锍，三-对甲苯基锍，三苯基锍和环丙基二苯基锍。本示例性实施方案的锂离子电池的电解液中所含的锂盐的实例包括但不限于， LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiSbF6, LiClO4, LiAlCl4 和 LiN(CpF2p+1S02) (CqF2t^1SO2)，其中 ρ 禾Π q 是正整数。它们可以单独使用或者以两种以上的组合使用。本示例性实施方案的锂离子电池可以包括凝胶电解质。包含在凝胶电解质中的聚合物组分的实例包括每个分子含有两个以上可热聚合的聚合基团的单体、低聚物和共聚低聚物。胶凝化组分的实例包括双官能丙烯酸酯，如乙二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯(propylene diacrylate)、二丙二醇二丙烯酸酯(dipropylene diacrylate)、三丙二醇二丙烯酸酯 (tripropylenediacrylate) ,1,3- 丁二醇二丙烯酸酯、1，4_ 丁二醇二丙烯酸酯和 1，6_ 己二醇二丙烯酸酯；三官能丙烯酸酯，如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯；四官能丙烯酸酯，如二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯；和上述的甲基丙烯酸酯单体，这些均形成丙烯酸类聚合物。其它胶凝化组分包括但不限于，单体如氨基甲酸酯丙烯酸酯和氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯，其共聚低聚物和与丙烯腈的共聚低聚物。还可以使用可以溶解于增塑剂中并且引起胶凝化的聚合物，如聚偏二氟乙烯、聚氧乙烯和聚丙烯腈。聚合物组分不限于上述的单体、低聚物或聚合物，而可以使用任何可胶凝的物质。 此外，胶凝化组分不限于一种单体、低聚物或聚合物，而根据需要，也可以使用两种以上胶凝化组分的混合物。此外，如果需要，可以使用苯偶姻和过氧化物作为热聚合引发剂，但是引发剂不限于这些。在本示例性实施方案的锂离子电池的电解液中含有的二磺酸酯优选是由下式(1) 或⑵表示的化合物。[式1]
权利要求
1.一种锂离子电池，所述锂离子电池包括至少含有离子液体和锂盐的电解液、正极和含有负极活性材料的负极，其中所述负极活性材料是用表面处理剂处理的碳材料。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其中所述表面处理剂是偶联剂。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其中所述偶联剂是硅烷系偶联剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池，其中所述表面处理剂的有机官能团包括选自烷基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基和乙烯基中的至少一种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的锂离子电池，其中所述负极活性材料的碳材料至少包括(002)面的层间距离为0. 335至0. 337nm的石墨粒子。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的锂离子电池，其中所述负极活性材料的碳材料是其表面被涂布或粘附有无定形碳的石墨粒子。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其中用于涂布或粘附所述石墨粒子的表面的无定形碳的质量为所述负极活性材料的1质量％以上并且30质量％以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的锂离子电池，其中所述负极活性材料的碳材料的比表面积为0.4至1.8m2/g。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的锂离子电池，其中所述电解液包含非质子溶剂。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的锂离子电池，其中所述电解液含有二磺酸酯。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的锂离子电池，其中所述电解液含有碳酸亚乙烯酯或其衍生物。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的锂离子电池，其中所述电解液含有1，3_丙磺酸内酯或其衍生物。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的锂离子电池，其中所述电解液已经用聚合物凝胶化。
全文摘要
本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池保持了电解液在长时期内的阻燃性，具有高的能量密度，并且具有改善的充电/放电循环特性，高温贮存特性以及比率特性。锂离子电池是包括下列各项的锂离子电池至少含有离子液体和锂盐的电解液、正极和负极，其特征在于所述负极包含活性材料，并且所述活性材料是用表面处理剂处理的碳材料。
文档编号H01M10/0565GK102292856SQ20108000523
公开日2011年12月21日 申请日期2010年1月21日 优先权日2009年1月23日
发明者桥诘洋子, 河野安孝, 石川仁志, 金子志奈子 申请人:Nec能源元器件株式会社