新型化合物及包含其的锂二次电池电解液的制作方法_3

文档序号:9680817阅读:来源:国知局
型 碳酸酯类溶剂及它们的混合溶剂,最优选为将环状碳酸酯类溶剂和线型碳酸酯类溶剂混合 使用。所述环状碳酸酯溶剂的极性大,可以充分解离锂离子,但是,因粘度大而存在离子电 导率低的缺点。因此,在所述环状碳酸酯溶剂中混合极性虽小但粘度较低的线型碳酸酯溶 剂而使用,从而可以使锂二次电池的特性得到最佳化。
[0121]所述环状碳酸酯类溶剂可以选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸亚乙 烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯及它们的混合物,所述线型碳酸酯类溶剂可以选自 碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、异丙基碳酸甲酯、碳酸乙 丙酯及它们的混合物。
[0122] 在根据本发明一实施例的锂二次电池电解液中,所述非水性有机溶剂为环状碳酸 酯类溶剂和线型碳酸酯类溶剂的混合溶剂,线型碳酸酯溶剂:环状碳酸酯溶剂的混合体积 比可以为1至9:1,优选为以1.5至4:1的体积比混合使用。
[0123] 在根据本发明一实施例的高电压锂二次电池电解液中,所述锂盐虽然不被限定, 但可以为选自 LiPF6、LiBF4、LiCl〇4、LiSbF6、LiAsF6、LiN(S〇2C2F5)2、LiN(CF 3S〇2)2、LiN (S〇3C2F5)2、LiN(S〇2F)2、LiCF3S〇3、LiC4F9S〇3、LiC6H5S〇3、LiSCN、LiAl〇2、LiAlCl4、LiN(C xF2X+ 602)((^:^+602)(其中,x及y为自然数)、LiCl、LiI及LiB(C2〇4)2中的一种或两种以上。
[0124] 所述锂盐的浓度优选在0.1至2.0M的范围内使用,更优选在0.7至1.6M的范围内使 用。如果锂盐的浓度小于0.1M,则存在因电解液的电导率降低而导致电解液性能下降的问 题,如果锂盐的浓度大于2.0M,则存在因电解液的粘度增加而导致锂离子的移动性减少的 问题。所述锂盐在电池中起到锂离子的供应源的作用,能够使基本锂二次电池启动。
[0125] 本发明的锂二次电池电解液,通常在_20°C~60°C的温度范围下稳定,在4.4V区域 的电压下也维持电化学性稳定的特性,因此能够适用于锂离子电池及锂聚合物电池等所有 锂二次电池。
[0126] 另外,本发明提供一种锂二次电池,所述锂二次电池包含所述锂二次电池电解液。
[0127] 所述二次电池的非限制性例可列举如锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合 物二次电池或锂离子聚合物二次电池等。
[0128] 由根据本发明的锂二次电池电解液制备的锂二次电池的特征在于,显示出75%以 上的高温存储效率的同时,在高温中长时间放置时,电池厚度增加率非常低,为1至20 %的, 更优选为1至15%。
[0129] 本发明的锂二次电池包含正极及负极。
[0130]正极包括能够吸收及脱离锂离子的正极活性物质,这种正极活性物质优选为选自 钴、锰和镍中的至少一种,以及与锂的复合金属氧化物。金属之间可以形成多种固溶率 (employment ratio)。除了包含这些金属外,还可以进一步包含选自Mg、Al、Co、K、Na、Ca、 Si、Ti、Sn、V、Ge、Ga、B、As、Zr、Mn、Cr、Fe、Sr、V及稀土类元素中的元素。作为所述正极活性物 质具体例,可以使用下述化学式中任一所示的化合物:
[0131 ] LiaAi-bBbD2 (所述式中,0 · 90 < a < 1 · 8及0 < b < 0 · 5); LiaEi-bBb〇2-cDc(所述式中, 0.90<a<1.8,0<b<0.5,0<c<0.05); LiE2-bBb〇4-cDc (所述式中,0<b<0.5,0<c< 0 · 05); LiaNii-b-cC〇bBcDa (所述式中,0.90<a<1.8,0<b<0.5,0<c<0.05,0〈a<2); 1^附1-卜。(^8。〇2-〇^(所述式中,0.90<&<1.8,0<1^0.5,0<(^0.05,0〈€[〈2) ;1^附1-卜 。(^8。02-$2(所述式中,0.90<3<1.8,0<1^0.5,0<(^0.05,0〈€[〈2) ;1^3附1-卜。]?讪8〇1)〇1 (所述式中,〇.90<&<1.8,0<13<0.5,0<(3<0.05,0〈€[<2) ;1^附1-卜。]\^8。〇2-〇^(所述式 中,0.90<a< 1.8,0<b<0.5,0<c<0.05,0〈a〈2);LiaNii-b-cMn bBc〇2-aF2(所述式中,0·90< a< 1.8,0<b<0.5,0<c <0.05,0〈a〈2);LiaNibEcGd〇2(所述式中,0.90 1.8,0<b< 0.9,0<c<0.5,0.001 <d<0.1);LiaNibCocMndGe〇2(所述式中,0.90<a< 1.8,0<b<0.9,0 <。<0.5,0<(1<0.5,0.001<6<0.1);1^3附6^2(所述式中,0.90<&<1.8,0.001<13< 0.1);1^<:(^02(所述式中,0.90<&<1.8,0.001<13<0.1) ;1^]\1116山2(所述式中,0.90<& < 1·8,0·001 <b<0.1);LiaMn2Gb〇4(所述式中,0.90<a< 1·8,0·001 <b<0.1);Q〇2;QS2; LiQS2;V2〇5;LiV2〇5;LiI〇2;LiNiV〇4;Li(3-f)j2(P〇4)3(0<f<2);Li( 3-f)Fe2(P〇4)3(0<f<2);及 LiFeP〇4〇
[0132] 在所述化学式中,A可以为Ni、Co、Mn或它们的组合;B可以为A1、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、 Mg、Sr、V、稀土类元素或它们的组合;D可以为0、F、S、P或它们的组合;E可以为Co、Mn或它们 的组合;F可以为F、S、P或它们的组合;G可以为六1、0、111小6、1%、1^、〇6、3广¥或它们的组合 ; Q可以为Ti、Mo、Mn或它们的组合;I可以为0、¥小6、3(3、¥或它们的组合;1可以为¥、0、111、 Co、Ni、Cu或它们的组合。
[0133] 负极包括能够吸收及脱离锂离子的负极活性物质,作为这些负极活性物质,可以 使用结晶碳、非晶碳、碳复合体、碳纤维等的碳材料,锂金属、锂和其它元素的合金等。例如, 非结晶碳有硬碳、焦炭、在1500°C以下中煅烧的中间相碳微球(mesocarbon microbead: MCMB)、中间相沥青基碳纤维(mesophase pitchbased carbon fiber:MPCF)等。结晶碳有石 墨类材料,具体有天然石墨、石墨化焦炭、石墨化中间相碳微球、石墨化中间相沥青类碳纤 维等。所述碳材料物质优选为晶面间距(:[1^印]^1^(118丨311〇6)为3,35.、-3.38人,并且根据 X射线衍射(Xray diffract ion)的雏晶大小(cry stall ite size,Lc)至少为20nm以上的物 质。与锂形成合金的其它元素可以使用铝、锌、铋、镉、锑、硅、铅、锡、镓或铟。
[0134] 正极或负极可以通过将电极活性物质、粘合剂及导电材料(需要时可以使用增稠 剂)分散在溶剂中而制备电极浆料组合物,并将该浆料组合物涂布于电极集流体上而制得。 作为正极集流体通常可以使用铝或铝合金等。作为负极集流体通常可以使用铜或铜合金 等。所述正极集流体及负极集流体的形态可以列举箱或网丝形态。
[0135] 粘合剂为是对活性物质的糊化、活性物质的相互粘合、与集流体的粘合、对活性物 质膨胀及收缩起到缓冲效果的物质,作为粘合剂可列举如聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚六氟丙 烯-聚偏二氟乙烯的共聚物(PVdF/HFP)、聚(醋酸乙烯酯)、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙烯吡 咯烷酮、烷基化聚氧化乙烯、聚乙烯醚、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚四氟乙 稀、聚氯乙稀、聚丙稀腈、聚乙烯基吡啶、苯乙稀丁二稀橡胶、丙稀腈丁二稀橡胶等。粘合剂 的含量以电极活性物质计为0.1至30重量%,优选为1至10重量%。如果所述粘合剂的含量 过少,则与电极活性物质和集流体的粘合力不充分,如果粘合剂的含量过多,则粘合力虽然 会变好,但是电极活性物质的含量会相应的减少,因此不利于电池容量的高容量化。
[0136] 导电材料是为了赋予电极导电性而使用的,因此对于组成的电池来说,只要是不 弓丨起化学变化的导电性材料均可以使用,可以使用选自石墨类导电剂、碳黑类导电剂、金属 或金属化合物类导电剂中的至少一种。所述石墨类导电剂的例子包括人造石墨、天然石墨 等。碳黑
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1