隔板、锂电池、制造隔板的方法和制造锂电池的方法_3

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的化合物。根据一些实施方式,可以使用锂与从钴、锰、镍和它们的组合中 选择的金属的复合氧化物中的至少一种。其示例可以包括由以下式中的任意一个表示 的化合物:LiA_bBlbD2 (其中,0? 90 彡a彡 1. 8 且 0 彡b彡 0? 5) (其中, 0? 90 彡a彡 1. 8,0 彡b彡 0? 5 且 0 彡c彡 0? 05) ;LiE2_bBlb04_cDc (其中,?彡b彡0.5 且 0 彡c彡 0? 05)AiaNihb-cCObBlcDa(其中,0? 90 彡a彡 1. 8,0 彡b彡 0? 5,0 彡c彡 0? 05 且 0〈〇彡2);1^附卜卜。(:〇1^1。02_^1。(其中,0.90彡&彡1.8,0彡13彡0.5,0彡(3彡0.05 且 0〈a〈2)AiaNin^CObBlA-aFlJ其中,0? 90 彡a彡 1. 8,0 彡b彡 0? 5,0 彡c彡 0? 05 且 0〈a〈2)AiaNin^MribBlcDa(其中,0? 90 彡a彡 1. 8,0 彡b彡 0? 5,0 彡c彡 0? 05且0〈a彡 2); LiaNii-b-cMribBlA-aFU(其中,0? 90 彡a彡 1. 8,0 彡b彡 0? 5,0 彡c彡 0? 05 且 0〈a〈2); LiaNii-b-cMribBlA-aFlJ其中,0? 90 彡a彡 1. 8,0 彡b彡 0? 5,0 彡c彡 0? 05 且 0〈a〈2); LiaNibEcGd0 2(其中,0? 90 <a<1.8,0 <b< 0? 9,0 <c< 0? 5 且 0? 001 < 0? 1); LiaNibCocMndG e02(其中,0? 90 彡a彡 1. 8,0 彡b彡 0? 9,0 彡c彡 0? 5,0 彡d彡 0? 5 且 0.001 彡e彡 0? 1) ;LiaNiGb02(其中,0.90 彡a彡 1.8 且 0.001 彡b彡 0? 1) ;LiaCoGb02(其中, 0.90 彡a彡 1.8且 0.001 彡b彡 0.1) ;LiaMnGb02(其中,0.90 彡a彡 1.8且 0.001 彡b彡 0.1); LiaMn2Gb04(其中,0? 90 <a< 1. 8 且 0? 001 <b< 0? 1) ;LiQ02 ;LiQS2 ;LiV205 ;LiZ02 ; LiNiV04 ;Li(3_f)J2(P04)3(其中,0 彡f彡 2) ;Li(3_f)Fe2(P04)3(其中,0 彡f彡 2);以及 LiFeP04〇
[0065] 例如,正极活性物质可以是LiMn204、LiNi204、LiCo02、LiNi02、LiMn02、Li2Mn03、 LiFeP04、LiNixCoy02(其中,0〈x< 0? 15 且 0〈y< 0? 85)等。
[0066] 在上面的式中,A是Ni、Co、Mn或它们的组合;B1 是Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、 V、稀土元素或它们的组合;D是0、F、S、P或它们的组合;E是Co、Mn或它们的组合;F1是F、 S、P或它们的组合;G是Al、Cr、Mn、Fe、Mg、La、Ce、Sr、V或它们的组合;Q是Ti、Mo、Mn或 它们的组合;Z是Cr、V、Fe、Sc、Y或它们的组合;以及J是V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu或它们的组 合。
[0067] 另外,这些化合物可以在它们的表面上具有涂覆层,或者这些化合物可以与具有 涂覆层的化合物混合。涂覆层可以包括涂覆元素化合物,诸如涂覆元素的氧化物或氢氧化 物、涂覆元素的羟基氧化物、涂覆元素的碳酸氧盐(oxycarbonate)或涂覆元素的羟基碳酸 盐。构成涂覆层的这些化合物可以是非晶的或结晶的。作为包括在涂覆层中的涂覆元素, 可以使用Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、V、Sn、Ge、Ga、B、As、Zr或它们的组合。用于形成涂 覆层的工艺可以是使用这些化合物和这些元素的并且不负面地影响正极活性物质的物理 性质的各种涂覆方法(例如,喷涂、浸渍等)中的任意一种。
[0068] 正极活性物质层还可以包括粘结剂和导电剂。
[0069] 粘结剂可以使正极活性物质颗粒彼此附着并附着到集流体。粘结剂的示例包括聚 乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙 烯、包含亚乙基氧的聚合物、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、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂和尼龙。
[0070] 导电剂可以用于为电极赋予导电性。可以使用任意合适的导电剂,只要它在制造 的电池中不引起化学变化并且是具有导电性的材料即可。导电剂的示例包括天然石墨、人 造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、金属粉末(诸如Cu粉末、Ni粉末、A1粉末和Ag粉 末)和金属纤维。另外,可以单独使用诸如聚亚苯基衍生物等的导电材料,或者可以以组合 方式来使用这些导电材料中的至少两种。
[0071] 在这方面,可以以与在普通锂电池中使用的水平相同的水平包括正极活性物质、 粘结剂和导电剂的量。例如,正极活性物质与导电剂和粘结剂的混合物的重量比可以在大 约98:2和大约92:8之间,导电剂与粘结剂的混合比可以在大约1:1. 0和大约3:1之间,但 实施例不限于此。
[0072] 可以通过在溶剂中混合活性物质、粘结剂和导电材料而制备活性物质组合物并在 集流体上涂覆活性物质组合物来制造负极112和正极114。溶剂可以是N-甲基吡咯烷酮 等,但实施例不限于此。基于100重量份的负极活性物质或100重量份的正极活性物质,溶 剂的量可以是大约1重量份至大约10重量份。
[0073] 锂二次电池100可以包括设置在正极114和负极112之间的隔板113。隔板113 可以与以上描述的并在图1中示出的隔板10相同。例如,隔板113可以具有与隔板10相 同的形式和组成,并且将参照图1描述隔板113的组件。隔板113可以具有涂覆层的形式, 该涂覆层包括:设置在多孔基体1的至少一个表面上的有机-无机混合涂覆层2和设置在 有机-无机混合涂覆层2的表面上的图案涂覆层3,其中,图案涂覆层3具有彼此规则地分 隔开的平均直径为〇. 1_或更小的图案。图案涂覆层3可以是平均直径为大约0. 0001_ 至0. 1mm的图案彼此规则地分隔开的涂覆层。
[0074] 隔板113可以包括具有彼此规则地分隔开的平均直径为0. 1mm或更小的图案的图 案涂覆层3,因此,与其中直径相同或者每相同面积的平均直径为0. 1mm或更大的多个颗粒 被布置为彼此不规则地分隔开的隔板的粘附强度相比,隔板113可以具有对于电极的高得 多的粘附强度。
[0075] 在隔板113中,图案涂覆层3的总面积与隔板113的总面积之比可以在大约10% 和70 %之间。例如,其比例可以在大约20 %和大约60 %之间,例如在大约30 %和大约50 % 之间。当图案涂覆层3的总面积与隔板113的总面积之比在上述范围内时,隔板113可以 容易地浸渍在电解质中并且可以进一步增强隔板113和电解质之间的粘附力。
[0076] 包括隔板113的锂二次电池100可以保持容量而不管其类型如何,当隔板113浸 渍在电解质中时可以抑制溶胀,并且在制造电池单元的过程中隔板113的变形不会发生, 这可以引起寿命特性的改善。
[0077] 根据另一实施例,制造隔板113 (或图1中示出的隔板10)的方法包括:在多孔 基体的至少一个表面上形成有机-无机混合涂覆层2 ;以及使用微凹版印刷法(Micro Gravuremethod)在有机-无机混合涂覆层2的表面上形成图案涂覆层,其中,图案涂覆层 3是平均直径为0. 1mm或更小的图案彼此规则地分隔开的涂覆层。
[0078] 首先,可以制备多孔基体1。作为多孔基体1,制备使用聚乙烯、聚丙烯或它们的混 合物形成的膜基体或纤维基体。
[0079] 接下来,可以在多孔基体的至少一个表面上形成有机-无机混合涂覆层2。
[0080] 可以通过用溶液涂覆多孔基体的表面并干燥涂覆的多孔基体来形成有机-无机 混合涂覆层2,所述溶液通过将陶瓷与水混合、均匀地分散得到的溶液、将上述聚合物(例 如,丙烯酸酯类聚合物颗粒)加入到水分散体中以及均匀地分散得到的分散体来制备。
[0081] 可以通过烯键式不饱和羧酸酯和可与烯键式不饱和羧酸酯共聚的其它单体的聚 合来制备丙烯酸酯类聚合物。在这里使用的术语"聚合"被解释为包括交联反应。
[0082] 可以使用任何合适的烯键式不饱和羧酸酯。烯键式不饱和羧酸酯的示例包括:丙 烯酸的烷基酯或取代的烷基酯,诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、 丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙
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