包含具有不同表面积的电极的电极层压物和使用所述电极层压物的二次电池的制作方法_2

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的氧化物可以由下式2表示。
[0029]LixNiyMn2_y04 (2)
[0030]其中0.9彡X彡1.2且0.4彡y彡0.5。
[0031]在此情况中,所述锂金属氧化物可以为LiNia SMn1^O4或LiNi 0 4MnL604o然而,本发明不限制于此。
[0032]在另一个具体实例中,负极材料涂层包含由下式3表示的锂金属氧化物。
[0033]LiaM’b04_cAc(3)
[0034]其中Μ’为选自如下元素中的至少一种元素:T1、Sn、Cu、Pb、Sb、Zn、Fe、In、Al和Zr ;0.1彡a彡4且0.2彡b彡4,其中a和b根据M’的氧化数确定;0 ( c〈0.2,其中c根据氧化数确定;且A为至少一种一价阴离子或二价阴离子。
[0035]另外,式3的氧化物可以用下式4表示。
[0036]LiaM’b04_人⑷
[0037]其中M’为选自如下元素中的至少一种元素:T1、Sn、Cu、Pb、Sb、Zn、Fe、In、Al和Zr ;0.5 < a < 3且b < 2.5,其中a和b根据M’的氧化数确定;0 ( c〈0.2,其中c根据氧化数确定;且A为至少一种一价阴离子或二价阴离子。
[0038]在此情况中,所述锂金属氧化物可以为Lih33Tih67O4或LiTi 204。然而,本发明不限制于此。
[0039]在具体实例中,设置在第一基本电池与第二基本电池中的多孔聚合物膜可以为用于覆盖第一基本电池和第二基本电池的不形成电极端子的侧面的隔离片。
[0040]通过将第一基本电池和第二基本电池设置在隔离片上,然后卷绕或弯曲所述隔离片,可以制造电极层压物。
[0041]下文中将对根据本发明的电极层压物的其他元件进行说明。
[0042]通过将正极材料施加到正极集电器的相对主表面、干燥并压制,制备正极,所述正极材料是正极活性材料、导电剂和粘合剂的混合物。如果需要,可以将填料添加到混合物。
[0043]通常,正极集电器具有3?500 μπι的厚度。正极集电器没有特别限制,只要正极集电器展示高电导率且同时正极集电器在应用所述正极集电器的电池中不会诱发任何化学变化即可。例如,正极集电器可以由如下物质制成:不锈钢、铝、镍、钛或塑性碳。或者,所述正极集电器可以由其表面经碳、镍、钛或银进行处理的铝或不锈钢制成。所述正极集电器可以具有在其表面形成的微小的不平坦图案,从而提高正极活性材料的胶粘强度。可以以诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体和无纺布体的多种形式构造所述正极集电器。
[0044]基于包含正极活性材料的复合物的总重量,通常以I?50重量%的量添加导电剂。对导电剂没有特别限制,只要导电剂展示高电导率同时导电剂在应用所述导电剂的电池中不会诱发任何化学变化即可。例如,可以将如下物质用作导电剂:石墨如天然石墨或人造石墨;炭黑类材料如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑或热裂法炭黑;导电纤维如碳纤维或金属纤维;金属粉末如氟化碳粉末、铝粉末或镍粉末;导电晶须如氧化锌或钛酸钾;导电金属氧化物如二氧化钛;或聚亚苯基衍生物。
[0045]粘合剂是有助于活性材料与导电剂之间的结合并有助于活性材料与集电器的结合的组分。基于包含正极活性材料的复合物的总重量,通常以I?50重量%的量添加粘合剂。作为粘合剂的实例,可以使用聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-双烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶和各种共聚物。
[0046]填料是用于抑制正极膨胀的任选组分。填料没有特别限制,只要填料由纤维材料制成同时在应用所述填料的电池中不会造成化学变化即可。作为填料的实例,可以使用烯烃类聚合物如聚乙烯和聚丙烯;以及纤维材料如玻璃纤维和碳纤维。
[0047]另一方面,通过将包含负极活性材料的负极材料施加到负极集电器,干燥并压制,制备负极。根据需要,可以将前述导电剂、粘合剂和填料选择性地添加到负极活性材料。
[0048]通常,负极集电器具有3?500 μπι的厚度。负极集电器没有特别限制,只要负极集电器展示高电导率并同时负极集电器在应用所述负极集电器的电池中不会诱发任何化学变化即可。例如,负极集电器可以由如下物质制成:铜、不锈钢、铝、镍、钛或塑性碳。或者,所述负极集电器可以由如下物质制成:其表面经碳、镍、钛或银进行处理的铝或不锈钢;或铝-镉合金。以与正极集电器相同的方式,所述负极集电器可以具有在其表面形成的微小的不平坦图案,从而提高负极活性材料的胶粘强度。可以以诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体和无纺布体的多种形式构造所述负极集电器。
[0049]将各种多孔聚合物膜设置在正极与负极之间。作为多孔聚合物膜,例如可以使用展示高离子透过性和高机械强度的绝缘薄膜。所述多孔聚合物膜通常具有0.01?10 μπι的孔径和5?300 μ m的厚度。作为多孔聚合物膜的材料,例如使用由如下物质制成的片或无纺布:烯烃聚合物如聚丙烯,其展示耐化学性和疏水性;玻璃纤维;或聚乙烯。在将诸如聚合物的固体电解质用作电解质的情况中,固体电解质还可以充当隔膜。
[0050]根据本发明的另一个方面,提供一种锂二次电池,所述锂二次电池以具有将具有上述构造的电极层压物以密封状态安装在外壳中的结构的方式构造,其中所述电极层压物浸渍有含锂盐的电解质。
[0051]下文中将对根据本发明的二次电池的其他元件进行说明。
[0052]含锂盐的电解质由电解质和锂盐构成。可以将非水有机溶剂、有机固体电解质或无机固体电解质用作电解质。然而,本发明不限制于此。
[0053]作为非水有机溶剂的实例,可以提及非质子有机溶剂,如N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ - 丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二甲亚砜、1,3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1,3- 二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯和丙酸乙酯。
[0054]作为有机固体电解质的实例,可以提及聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烧衍生物、磷酸醋聚合物、聚搅拌赖氨酸(poly agitat1n lysine)、聚醋硫醚、聚乙稀醇、聚偏二氟乙烯和含有离子离解基团的聚合物。
[0055]作为无机固体电解质的实例,可以提及锂的氮化物、卤化物和硫酸盐如Li3N、Lil、Li5NI2, Li3N-Li1-L1H, LiS14, LiS14-Li1-L1H, Li2SiS3、Li4S14, Li4S14-Li1-L1H 和Li3PO4-Li2S-SiS20
[0056]所述锂盐是易溶于上述非水电解质中的材料,且可以包括例如LiCl、LiBr, Lil、LiClO4' LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6, LiCF3SO3' LiCF3CO2' LiAsF6' LiSbF6' LiAlCl4' CH3SO3Li'(CF3SO2) 2NL1、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂和酰亚胺。
[0057]另外,为了提高充电和放电特性和阻燃性,例如,可以向电解质中添加吡啶、亚磷酸三乙醋、三乙醇胺、环醚、乙二胺、正甘醇二甲醚、六磷酰三胺(hexaphosphorictriamide)、硝基苯衍生物、硫、醌亚胺染料、N-取代的噁唑烷酮、N, N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡略、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等。根据情况,为了赋予不燃性,所述非水电解质还可包含含卤素的溶剂如四氯化碳和三氟乙烯。此外,为了
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