可再充电锂电池的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0077138号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本公开涉及一种可再充电锂电池。

背景技术：

便携式信息装置，比如手机、笔记本电脑、智能手机等，或电动汽车已使用具有高能量密度和方便携带的可再充电锂电池作为驱动电源。另外，最近已利用高能量密度特性对可再充电锂电池用作混合动力汽车或电动汽车或电力储存的电源进行了积极的研究。

这种可再充电锂电池的主要研究任务之一是提高可再充电电池的安全性。例如，如果可再充电锂电池由于内部短路、过充电、过放电等发热，并且发生电解液分解反应和热失控现象，则电池内部的内部压力可能迅速上升，而导致电池爆炸。其中，当可再充电锂电池发生内部短路时，由于储存在每个电极中的高电能是在短路的正电极和负电极中导电的，因此存在很高的爆炸风险。

除了可再充电锂电池的损坏之外，爆炸还可能对用户造成致命的伤害。因此，迫切需要开发一种能够提高可再充电锂电池稳定性的技术。

技术实现要素：

提供了具有提高的稳定性的可再充电锂电池。

根据实施方式，可再充电锂电池包括负电极和正电极，所述负电极包括负电极集电器、设置在负电极集电器上的负极活性物质层和设置在负极活性物质层上的负极功能层；所述正电极包括正电极集电器和设置在正电极集电器上的正极活性物质层，其中负极功能层包括薄片状聚乙烯颗粒，并且正极活性物质层包括第一正极活性物质和第二正极活性物质，所述第一正极活性物质包括选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物，所述第二正极活性物质包括由化学式1表示的化合物。

[化学式1]

liafe1-xmxpo4

在化学式1中，0.90≤a≤1.8，0≤x≤0.7，且m为mg、co、ni或其组合。

薄片状聚乙烯颗粒可具有约1μm至约8μm的平均粒径(d50)。

薄片状聚乙烯颗粒可具有约1至约5的长轴长度与短轴长度的比例。

薄片状聚乙烯颗粒可具有约0.2μm至约4μm的厚度。

负极功能层可进一步包括无机颗粒和粘结剂。

可包括的薄片状聚乙烯颗粒和无机颗粒的总和:粘结剂的重量比可为约80:20至约99:1。

可包括的薄片状聚乙烯颗粒和无机颗粒的重量比为约95:5至约10:90。

负极功能层可具有约1μm至约10μm的厚度。

负极活性物质层的厚度与负极功能层的厚度的比例可为约50:1至约10:1。

基于正极活性物质层的总重量，第一正极活性物质的含量可为约70wt％至约99wt％。

基于正极活性物质层的总重量，第二正极活性物质的含量可为约1wt％至约15wt％。

正电极可进一步包括设置在正极活性物质层上的正极功能层。

第一正极活性物质可包括在正极活性物质层中，并且第二正极活性物质可包括在正极功能层中。

第一正极活性物质可为选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物。

第二正极活性物质可包括lifepo4。

随着跟随温度的反应速率提高，可实现提早自闭合(shutdown)功能并保证可再充电锂电池的稳定性。

附图说明

图1示意性地示出了根据本公开的实施方式的可再充电锂电池的结构。

图2为呈水分散体状态的聚乙烯球形颗粒的sem图像。

图3为根据实施方式的聚乙烯颗粒的sem图像。

图4为根据实施方式的负极功能层组合物的sem图像。

图5为显示根据实施例1至3的负极功能层中包括的薄片状聚乙烯颗粒的颗粒分布的曲线图。

图6为显示电极板跟随温度的电阻增加速率的曲线图。

图7为显示根据实施例的可再充电锂电池单电池(cell)的150次循环的容量保持率的曲线图。

图8为制造用于评估电极板的电阻增加速率的硬币对称单电池的示意图。

图9为显示根据实施方式的不包括正电极的可再充电锂电池单电池的自闭合期间的负电极表面的横截面的sem图像。

图10为显示同时包括根据实施方式的包括负极功能层的负电极和正电极的可再充电锂电池单电池的自闭合期间的负电极表面的横截面的sem图像。

<符号描述>

100：可再充电锂电池

112：负电极

113：隔板

114：正电极

120：电池壳体

140：密封构件

200：硬币对称单电池

210：弹簧

212：负电极

214：正电极

216：第一间隔物

218：隔板

220：底部壳体

222：第二间隔物

224：顶部壳体

具体实施方式

下文，参考附图，详细描述本发明的实施方式。在本公开的下述描述中，为了使本公开清楚，将不描述众所周知的功能或结构。

为了清楚地说明本公开，省略了描述和关系，并且遍及本公开，相同或相似的配置元件用相同的参考数字表示。而且，由于为了更好地理解和便于描述，图中所示的每个配置的尺寸和厚度是任意显示的，因此本公开不必限于此。

根据隔板和电解液的种类，可再充电锂电池可分为锂离子电池、锂离子聚合物电池和锂聚合物电池。其还可根据形状分为圆柱形、棱柱形、硬币型、袋型等。另外，根据尺寸，其可为大块(bulk)型和薄膜型。属于本公开的锂离子电池的结构和制造方法在本领域内是众所周知的。

本文中，作为可再充电锂电池的例子，例如描述了圆柱形可再充电锂电池。图1为根据实施方式的可再充电锂电池的结构的示意图。参考图1，根据实施方式的可再充电锂电池100包括电池单电池，所述电池单电池包括负电极112，面向负电极112的正电极114，介于负电极112与正电极114之间的隔板113，和浸渍负电极112、正电极114和隔板113的用于可再充电锂电池的电解液(未显示)；容纳电池单电池的电池壳体120；和密封电池壳体120的密封构件140。

下文，将描述本发明的根据实施方式的可再充电锂电池100的更详细配置。

根据本发明的实施方式的可再充电锂电池包括负电极，其包括负电极集电器，设置在负电极集电器上的负极活性物质层，和设置在负极活性物质层上的负极功能层；和正电极，其包括正电极集电器和设置在正电极集电器上的正极活性物质层，其中负极功能层包括薄片状聚乙烯颗粒，并且正极活性物质层包括第一正极活性物质，其包括选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物；和包括由化学式1表示的化合物的第二正极活性物质。

根据本发明的实施方式的可再充电锂电池的负电极可包括包含薄片状聚乙烯颗粒的负极功能层。

在负极功能层包括薄片状聚乙烯颗粒的情况下，与包括球形聚乙烯颗粒的情况相比，在相同的反应条件下，跟随温度的反应速率增加，并因此可进一步提高可再充电锂电池的稳定性提高效果。在熔化前为薄片状聚乙烯颗粒的情况下，覆盖孔的区域比熔化前为球形聚乙烯颗粒覆盖孔的区域更薄且更宽。如果聚乙烯颗粒在超过一定温度的温度下熔化，并且离子通道关闭，则薄片状聚乙烯颗粒熔化并关闭的电极板区域大于球形聚乙烯颗粒熔化并关闭的电极板区域，并且可具有快速的反应速率。

也就是说，在电池的热失控期间，包括在负极功能层中的聚乙烯颗粒熔化并且离子通道关闭，从而限制了离子的运动并且表现出自闭合功能，并因此可防止另外的电化学反应。

例如，如图4中所示，根据实施方式的薄片状聚乙烯颗粒以薄且宽的形状设置在负极功能层组合物中的孔上，因此由于热/物理影响，它们在热失控时更快地熔化，而抑制离子通道。

一般而言，可根据密度将聚乙烯分为密度为约0.94g/cc至约0.965g/cc的高密度聚乙烯(hdpe)、密度为约0.925g/cc至约0.94g/cc的中密度聚乙烯(mdpe)、密度为约0.91g/cc至约0.925g/cc的低密度聚乙烯(ldpe)和密度为约0.85g/cc至约0.91g/cc的极低密度聚乙烯(vldpe)。薄片状聚乙烯颗粒可包括例如聚乙烯聚合物，比如仅hdpe、mdpe或ldpe，或两种或更多种的混合物。

设置在负极活性物质层上的负极功能层中包括的薄片状聚乙烯颗粒可具有的平均粒径(d50)为约1μm至约8μm，并且尤其为约2μm至约6μm。

如本文所用，当没有另外提供定义时，平均粒径(d50)可通过本领域普通技术人员众所周知的方法，例如，使用粒径分析仪测量，或从tem或sem照片测量。可选地，使用动态光散射测量设备进行数据分析，并对每个粒径范围的颗粒数量进行计数。由此，可通过计算容易地获得d50值。

另一方面，薄片状聚乙烯颗粒的长轴长度与短轴长度的比例可为约1至约5，并且尤其为约1.1至约4.5或约1.2至约3.5。

另外，薄片状聚乙烯颗粒可具有的厚度为约0.2μm至约4μm，并且尤其为约0.3μm至约2.5μm或约0.3μm至约1.5μm。

根据本发明的聚乙烯颗粒具有如图3所示的薄片状，并且具有与如图2所示的典型聚乙烯颗粒的呈水分散体状态的球形聚乙烯颗粒不同的形状，并且薄片状聚乙烯颗粒的平均粒径可定义为d50。

当薄片状聚乙烯颗粒具有该范围内的尺寸和厚度时，可在少量的情况下有效关闭离子通道。

负极功能层可进一步包括无机颗粒和粘结剂。

薄片状聚乙烯颗粒和无机颗粒的总和:粘结剂的重量比可为约80:20至约99:1，并且尤其为约85:15至约97:3。

包括的薄片状聚乙烯颗粒和无机颗粒的重量比可为约95:5至约10:90，并且尤其为约30:70至约70:30。

当薄片状聚乙烯颗粒和无机颗粒的量在该范围内时，可保证电池的循环寿命特性和输出特性。

无机颗粒可包括，例如，al2o3、sio2、tio2、sno2、ceo2、mgo、nio、cao、gao、zno、zro2、y2o3、srtio3、batio3、mg(oh)2、勃姆石或其组合，但不限于此。除了无机颗粒之外，可进一步包括有机颗粒，比如丙烯酸化合物、酰亚胺化合物、酰胺化合物或其组合，但不限于此。

无机颗粒可为球形、薄片状、立方体或非晶的。无机颗粒可具有的平均颗粒直径为约1nm至约2500nm，例如约100nm至约2000nm，或约200nm至约1000nm，或约300nm至约800nm。无机颗粒的平均颗粒直径可为尺寸-分布曲线中的累积体积比例为50％时的粒径(d50)。

负极功能层的厚度可为约1μm至约10μm，并且尤其为约3μm至约10μm。

负极活性物质层的厚度与负极功能层的厚度的比例可为约50:1至约10:1，并且尤其为约30:1至约10:1。

当负极功能层的厚度在该范围内时，可显著提高热稳定性同时保持优异的循环寿命特性。

特别地，当包括的负极功能层的厚度的比例在该范围内时，可提高热安全性同时使能量密度劣化最小化。

负电极集电器可包括选自铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、镍泡沫、铜泡沫、涂覆有导电金属的聚合物基板及其组合中的一种。

负极活性物质可包括可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料、锂金属、锂金属合金、能够掺杂/去掺杂锂的材料或过渡金属氧化物。

可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料可包括碳材料，所述碳材料为可再充电锂电池中常用的碳类负极活性物质。碳类负极活性物质的例子可为结晶碳、非晶碳或其混合物。结晶碳为不定形的、或板状的、薄片状的、球状的，或纤维状的天然石墨或人造石墨。非晶碳可为软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物、焦炭等。

锂金属合金包括锂和选自na、k、rb、cs、fr、be、mg、ca、sr、si、sb、pb、in、zn、ba、ra、ge、al和sn中的金属的合金。

能够掺杂/去掺杂锂的材料可为硅类材料，例如，si、siox(0<x<2)、si-q合金(其中q为选自碱金属、碱土金属、第13族元素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、过渡金属、稀土元素及其组合中的元素，且不为si)、si-c复合材料、sn、sno2、sn-r合金(其中r为选自碱金属、碱土金属、第13族元素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、过渡金属、稀土元素及其组合中的元素，且不为sn)、sn-c复合材料等。这些材料中的至少一种可与sio2混合。元素q和r可选自mg、ca、sr、ba、ra、sc、y、ti、zr、hf、rf、v、nb、ta、db、cr、mo、w、sg、tc、re、bh、fe、pb、ru、os、hs、rh、ir、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、b、al、ga、sn、in、ge、p、as、sb、bi、s、se、te、po及其组合，其中r不为sn。

过渡金属氧化物包括氧化锂钛。

在负极活性物质层中，基于负极活性物质层的总重量，负极活性物质的含量可为约95wt％至约99wt％。

负极活性物质层可进一步包括任选地负电极导电材料和负电极粘结剂。

基于负极活性物质层的总重量，负电极导电材料和负电极粘结剂的各自量可为约1wt％至约5wt％。

包括负电极导电材料以为负电极提供导电性。任何导电的材料都可用作导电材料，除非其在电池中引起化学变化。其例子可为碳类材料比如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等；包括铜、镍、铝、银等的金属粉末或金属纤维的金属类材料；导电聚合物，比如聚对亚苯衍生物；或其混合物。

负电极粘结剂用于使负极活性物质颗粒彼此粘附以及使负极活性物质粘附至集电器。负电极粘结剂可为非水性粘结剂、水性粘结剂、两亲型粘结剂(水性/非水性粘结剂)或其组合。

非水性粘结剂可为聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺或其组合。

水性粘结剂可为苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯酸酯化的苯乙烯-丁二烯橡胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯和c2至c8烯烃的共聚物、(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物或其组合。

两亲型粘结剂可为丙烯酸酯化的苯乙烯类橡胶等。

当负电极粘结剂为水性粘结剂时，可进一步使用纤维素类化合物作为增稠剂来提供粘度。纤维素类化合物包括羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和其碱金属盐中的一种或多种。碱金属可为na、k或li。基于100重量份的负极活性物质，所包括的增稠剂的量可为约0.1重量份至约3重量份。

根据本发明的实施方式的可再充电锂电池的正电极包括正极活性物质层，所述正极活性物质层包括第一正极活性物质和第二正极活性物质，所述第一正极活性物质包括选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物，所述第二正极活性物质包括由化学式1表示的化合物。

根据本发明的实施方式的可再充电锂电池包括设置在负电极上的负极功能层和同时包括第一正极活性物质和第二正极活性物质的正极活性物质层，因此可降低受热/物理影响的热增加速率，并可使薄片状聚乙烯颗粒熔化，因此有助于离子通道可有效地关闭。

正极活性物质层可进一步包括设置在正极活性物质层上的正极功能层。

第一正极活性物质可包括在正极活性物质层中，并且第二正极活性物质可包括在正极活性物质层和正极功能层中的至少一个中。

第一正极活性物质可包括选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物。

第一正极活性物质的具体例子可为由下述化学式中的一个表示的化合物。

liaa1-bxbd2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5)；liaa1-bxbo2-cdc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；liae1-bxbo2-cdc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；liae2-bxbo4-cdc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；liani1-b-ccobxcdα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.5，0<α≤2)；liani1-b-ccobxco2-αtα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；liani1-b-ccobxco2-αt2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；liani1-b-cmnbxcdα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α≤2)；liani1-b-cmnbxco2-αtα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；liani1-b-cmnbxco2-αt2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；lianibecgdo2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0.001≤d≤0.1)；lianibcocmndgeo2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，0.001≤e≤0.1)；lianigbo2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；liacogbo2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；liamn1-bgbo2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；liamn2gbo4(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；liamn1-gggpo4(0.90≤a≤1.8，0≤g≤0.5)；qo2；qs2；liqs2；v2o5；liv2o5；lizo2；linivo4；li(3-f)j2(po4)3(0≤f≤2)；li(3-f)fe2(po4)3(0≤f≤2)；liafepo4(0.90≤a≤1.8)。

在上述化学式中，a选自ni、co、mn及其组合；x选自al、ni、co、mn、cr、fe、mg、sr、v、稀土元素及其组合；d选自o、f、s、p及其组合；e选自co、mn及其组合；t选自f、s、p及其组合；g选自al、cr、mn、fe、mg、la、ce、sr、v及其组合；q选自ti、mo、mn及其组合；z选自cr、v、fe、sc、y及其组合；并且j选自v、cr、mn、co、ni、cu及其组合。

这些化合物可在表面上具有涂层，或可与具有涂层的另一化合物混合。涂层可包括选自下述中的至少一种涂层元素化合物：涂层元素的氧化物、涂层元素的氢氧化物、涂层元素的羟基氧化物、涂层元素的氧碳酸盐和涂层元素的羟基碳酸盐。用于涂层的化合物可为非晶的或结晶的。涂层中包括的涂层元素可包括mg、al、co、k、na、ca、si、ti、v、sn、ge、ga、b、as、zr或其混合物。可在对正极活性物质的性能没有不利影响的方法中，通过使用所述化合物中的这些元素来设置涂层。例如，方法可包括任何涂布方法(例如，喷涂、浸渍等)，但不进行更详细地说明，因为其对于相关领域技术人员来说是众所周知的。

基于正极活性物质层的总重量，第一正极活性物质的含量可为约70wt％至约99wt％，更尤其为约85wt％至约99wt％、约87wt％至约95wt％，或约90wt％至约98wt％。当第一正极活性物质的量满足该范围时，可在不劣化容量的情况下提高安全性。

第二正极活性物质可包括例如lifepo4。

基于正极活性物质层的总重量，第二正极活性物质的含量可为约1wt％至约15wt％，并且更尤其为约2wt％至约15wt％、约2wt％至约12wt％，或约2wt％至约10wt％。当第二正极活性物质的量满足该范围时，可在不劣化容量的情况下提高安全性。

正电极集电器可为铝或镍，但不限于此。

正极活性物质层可进一步包括任选地正电极导电材料和正电极粘结剂。

基于正极活性物质层的总重量，正电极导电材料和正电极粘结剂的各自的量可为约1wt％至约5wt％。

正电极导电材料用于为正电极提供导电性。正电极导电材料的类型与前述负电极导电材料的类型相同。

正电极粘结剂提高正极活性物质颗粒彼此的粘结性能以及正极活性物质颗粒与集电器的粘结性能。其例子可为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯酸酯化的苯乙烯-丁二烯橡胶、环氧树脂、尼龙等，但不限于此。

电解液包含非水性有机溶剂和锂盐。

非水性有机溶剂用作用于传输参与电池的电化学反应的离子的介质。

非水性有机溶剂可为碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂或非质子溶剂。碳酸酯类溶剂可包括碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙丙酯(epc)、碳酸甲乙酯(mec)、碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚丁酯(bc)等，并且酯类溶剂可包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸二甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲羟戊酸内酯、己内酯等。醚类溶剂可包括二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃等，并且酮类溶剂可为环己酮等。醇类溶剂可包括乙醇、异丙醇等，并且非质子溶剂可包括腈，比如r-cn(其中r为c2至c20直链、支链或环状烃基，并且r可包括双键、芳族环或醚键)等，酰胺比如二甲基甲酰胺等，二氧戊环比如1,3-二氧戊环等，环丁砜等。

非水性有机溶剂可单独使用或以混合物使用。当有机溶剂以混合物使用时，可根据期望的电池性能控制混合比，其是本领域普通技术人员已知的。

另外，碳酸酯类溶剂可包括环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物。在这种情况下，当环状碳酸酯和链状碳酸酯以约1:1至约1:9的体积比混合在一起时，可增强电解液性能。

除了碳酸酯类溶剂之外，本公开的非水性有机溶剂可进一步包括芳族烃类有机溶剂。本文中，碳酸酯类溶剂和芳族烃类有机溶剂可以以约1:1至约30:1的体积比混合。

芳族烃类有机溶剂可为化学式2的芳族烃类化合物。

[化学式2]

在化学式2中，r1至r6相同或不同，并且选自氢、卤素、c1至c10烷基、卤代烷基及其组合。

芳族烃类有机溶剂的具体例子可选自苯、氟苯、1,2-二氟苯、1,3-二氟苯、1,4-二氟苯、1,2,3-三氟苯、1,2,4-三氟苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、碘苯、1,2-二碘苯、1,3-二碘苯、1,4-二碘苯、1,2,3-三碘苯、1,2,4-三碘苯、甲苯、氟甲苯、2,3-二氟甲苯、2,4-二氟甲苯、2,5-二氟甲苯、2,3,4-三氟甲苯、2,3,5-三氟甲苯、氯甲苯、2,3-二氯甲苯、2,4-二氯甲苯、2,5-二氯甲苯、2,3,4-三氯甲苯、2,3,5-三氯甲苯、碘甲苯、2,3-二碘甲苯、2,4-二碘甲苯、2,5-二碘甲苯、2,3,4-三碘甲苯、2,3,5-三碘甲苯、二甲苯及其组合。

为了提高电池的循环寿命，非水性电解液可进一步包括碳酸亚乙烯酯或化学式3的碳酸亚乙酯类化合物的添加剂。

[化学式3]

在化学式3中，r7和r8相同或不同，并且选自氢、卤素、氰基(cn)、硝基(no2)和氟化的c1至c5烷基，条件是r7和r8中的至少一个选自卤素、氰基(cn)、硝基(no2)和氟化的c1至c5烷基，并且r7和r8不同时为氢。

碳酸亚乙酯类化合物的例子可为二氟碳酸亚乙酯、氯代碳酸亚乙酯、二氯碳酸亚乙酯、溴代碳酸亚乙酯、二溴碳酸亚乙酯、硝基碳酸亚乙酯、氰基碳酸亚乙酯或氟代碳酸亚乙酯。可在适当范围内使用用于提高循环寿命的添加剂的量。

溶于有机溶剂中的锂盐为电池提供锂离子，使可再充电锂电池基本运转，并且提高锂离子在正电极与负电极之间的传输。锂盐的例子包括选自下述中的至少一种支持盐：lipf6、libf4、lisbf6、liasf6、lin(so2c2f5)2、li(cf3so2)2n、lin(so3c2f5)2、lic4f9so3、liclo4、lialo2、lialcl4、lin(cxf2x+1so2)(cyf2y+1so2)(其中，x和y是自然数)、licl、lii和lib(c2o4)2(双(草酸)硼酸锂；libob)。锂盐的浓度可在约0.1m至约2.0m的范围内。当包括的盐在上述浓度范围内时，由于最佳的电解液导电性和粘度，电解液可具有优异的性能和锂离子迁移率。

同时，如上所述，隔板113可设置在正电极114与负电极112之间。隔板113可例如，选自玻璃纤维、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯或其组合。其可具有无纺织物或纺织物的形式。例如，在可再充电锂电池中，可主要使用聚烯烃类聚合物隔板比如聚乙烯和聚丙烯。为了保证耐热性或机械强度，可使用包括陶瓷组分或聚合物材料的涂覆隔板。任选地，其可具有单层结构或多层结构。

下文，将参考实施例更详细地说明本公开的上述方面。然而，这些实施例是示例性的，并且本公开不限于此。

(可再充电锂电池单电池的制造)

实施例1：包括2μm薄片状聚乙烯pe颗粒的电池单电池

将95wt％的正极活性物质(其中licoo2/lifepo4以9:1的重量比混合)、3wt％的聚偏二氟乙烯粘结剂和2wt％的科琴黑导电材料在n-甲基吡咯烷酮溶剂中混合，以提供正极活性物质浆料。将正极活性物质浆料涂覆在铝集电器的两个表面上，干燥并压缩以提供用正极活性物质层形成的正电极。

将98wt％的石墨、0.8wt％的羧甲基纤维素和1.2wt％的苯乙烯-丁二烯橡胶在纯净水中混合，以提供负极活性物质浆料。将负极活性物质浆料涂覆在铜集电器的两个表面上，干燥，并压缩，以提供用负极活性物质层形成的负电极。

48wt％的2μm薄片状pe颗粒(长轴长度/短轴长度＝约2，厚度＝约0.6μm，d50＝2μm)、47wt％的氧化铝(平均颗粒直径(d50)＝0.7μm)和5wt％的丙烯酸酯化的苯乙烯类橡胶粘结剂在醇类溶剂中混合，以提供pe/氧化铝浆料。

将pe/氧化铝浆料涂覆在负电极的两个表面上，干燥，并压缩，以提供用包括薄片状pe颗粒的负极功能层形成的负电极。

将正电极、包括pe/聚丙烯(pp)多层基板的隔板、用包括薄片状pe颗粒的负极功能层形成的负电极顺序堆叠，以提供具有如图1所示的结构的电极组件，并且然后注入电解液，以提供可再充电电池单电池。

实施例2：包括4μm薄片状pe颗粒的电池单电池

按照与实施例1中相同的工序制造可再充电电池单电池，只是使用4μm薄片状pe颗粒(长轴长度/短轴长度＝约2.4，厚度＝约0.6μm，d50＝4μm)制备负电极。

实施例3：包括6μm薄片状pe颗粒的电池单电池

按照与实施例1中相同的工序制造可再充电电池单电池，只是使用6μm薄片状pe颗粒(长轴长度/短轴长度＝约2.4，厚度＝约0.6μm，d50＝6μm)制备负电极。

比较例1：包括球形pe颗粒的电池单电池

按照与实施例1中相同的工序制造可再充电电池单电池，只是使用其中4μm球形pe颗粒分散于醇类溶剂的分散体代替2μm薄片状pe颗粒来制备负电极。

根据实施例1至3的负极功能层中包括的薄片状聚乙烯颗粒的颗粒分布的曲线图可见图5。

比较例2：包括licoo2作为正极活性物质的电池单电池

按照与实施例1中相同的工序制造可再充电电池单电池，只是正极活性物质为licoo2。

(评估例)

1.电极板的电阻增加速率的评估

将根据实施例1至实施例3的用包括薄片状pe颗粒的负极功能层形成的负电极、包括pe/pp多层基板的隔板和根据实施例1的用包括薄片状pe颗粒的负极功能层形成的负电极顺序堆叠，并将包括1mlibf4溶于碳酸亚丙酯的电解液注入其中，以提供如图8所示的硬币对称单电池。

图8为制造用于评估电极板的电阻增加速率的硬币对称单电池的示意图。

参考图8，硬币对称单电池200(其也可称为对称阻断电极单电池)包括按所述顺序堆叠的底部壳体220、弹簧210、负电极212、第一间隔物216、隔板218、第二间隔物222、正电极214和顶部壳体224。弹簧210包括3个弹簧，负电极212具有15.5mm的直径第一间隔物216和第二间隔物222各自具有500μm的厚度，并且隔板218包括直径为19mm的聚乙烯(pe)隔板(612hs)。将硬币对称单电池200用包括50μl的溶于碳酸亚丙酯(pc)的1mlibf4的电解液(el)浸渍。

在安装温度传感器和电阻测量仪后，将所得的硬币对称单电池引入温度可变室中，并评估。在以10℃/分钟的速率升高温度的同时，测量硬币对称单电池的温度和电阻的变化，并且电极板跟随温度的电阻增加速率的评估结果示于图6中。

图6为显示电极板跟随温度的电阻增加速率的曲线图。

参考图6，可确认，在120℃或更高的高温下，根据实施例的电极板的电阻增加速率显著高于比较例1的电极板的电阻增加速率。

由此，可预期，在包括根据实施方式的电极组合物的电池单电池的情况下，因受热/物理影响而热失控时，离子通道受到有效抑制，因此可在早期表现出自闭合功能。2.循环寿命特性的评估

从实施例1至3获得的可再充电锂电池单电池以0.5c/0.5c的倍率且在4.4v下充电，然后放电直至3.0v，并且测量150次循环之后的单电池容量下降率，并且结果示于图7中。在51次循环和101次循环时，它们在4.4v下以0.2c/0.2c的倍率充电，并且然后在3.0v下放电，以评估恢复的容量。

图7为显示根据实施例1至3的可再充电锂电池单电池150次循环的容量保持率的曲线图。

参考图7，在150次循环之后表现出优异的容量保持率。

3、安全性的评估

图9中的sem显示了根据比较例2的不包括实施方式的正电极的可再充电锂电池单电池的自闭合期间的负电极表面的横截面。可见，当受热/物理影响而增加热时，离子通道的关闭可能相对不充分。

图10中的sem图像显示了同时包括根据实施方式的包括负极功能层的负电极和正电极的可再充电锂电池单电池的自闭合期间的负电极表面的横截面。可见，当受热/物理影响而增加热时，离子通道可相对完全地关闭，因此可最大化保证安全性。

因此，根据实施方式的可再充电锂电池单电池可显示有效的自闭合功能同时保持优异的电池特性。

上文已描述并说明了本发明的某些实施方式，然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，本发明不限于所描述的实施方式，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种修改和转化。因此，如此修改或转化的实施方式不可与本发明的技术构思和方面分开理解，并且所修改的实施方式在本发明的权利要求范围内。