锂二次电池的制作方法_3

文档序号:8344793阅读:来源:国知局
0071]图3是显示本发明的实验例2的输出特性的图;
[0072]图4是显示本发明的实验例3的输出特性的图;以及
[0073]图5是显示本发明的实验例4的输出特性的图。
【具体实施方式】
[0074]<实施例1>
[0075]将86重量%作为正极活性材料的LiFeP04、8重量%作为导电材料的Super-P和6重量%作为粘合剂的PVdF添加到NMP以制备正极混合物浆料。在铝箔的一侧上对制得的正极混合物浆料进行涂布,干燥,并进行压制以制备正极。
[0076]将93.5重量%作为负极活性材料的软碳、2重量%作为导电材料的Super_P、3重量%作为粘合剂的SBR和1.5重量%作为增稠剂的CMC添加到作为溶剂的H2O以制备负极混合物浆料。在铜箔的一侧上对制得的负极混合物浆料进行涂布,干燥,并进行压制以制备负极。
[0077]使用Celgard?作为隔膜,对正极和负极进行层压以制备电极组件。随后,将包含IM LiPFj^锂非水电解质添加到混合溶剂以制备锂二次电池,所述混合溶剂由80重量%的二甲醚和20重量%的碳酸亚丙酯(PC)构成。
[0078]<实施例2>
[0079]除了使用由70重量%的二甲醚和30重量%的碳酸亚丙酯(PC)构成的混合溶剂代替由80重量%的二甲醚溶剂和20重量%的碳酸亚丙酯(PC)构成的混合溶剂之外,以与实施例1中相同的方式制造了锂二次电池。
[0080]<比较例1>
[0081]除了使用碳酸酯(EC:EMC:DMC = 20:40:40)代替由80重量%的二甲醚和20重量%的碳酸亚丙酯(PC)构成的混合溶剂之外,以与实施例1相同的方式制造了锂二次电池。
[0082]<比较例2>
[0083]除了使用由70重量%的二甲醚、10重量%的碳酸亚乙酯(EC)和20重量%的碳酸亚丙酯(PC)构成的混合溶剂代替由80重量%的二甲醚和20重量%的碳酸亚丙酯(PC)构成的混合溶剂之外,以与实施例1相同的方式制造了锂二次电池。
[0084]<比较例3>
[0085]除了使用由70重量%的二甲醚、20重量%的碳酸亚乙酯(EC)和10重量%的碳酸亚丙酯(PC)构成的混合溶剂代替由80重量%的二甲醚和20重量%的碳酸亚丙酯(PC)构成的混合溶剂之外,以与实施例1相同的方式制造了锂二次电池。
[0086]<实验例1>
[0087]在如下条件下对根据实施例1和比较例I制备的电池的相对电阻进行了测量:3次循环X (CC放电一静置20分钟一CC/CV充电)一静置30分钟一9次循环(在10% SOC下CC放电一静置I小时一1C放电10秒一静置30分钟一1C充电10秒一静置30分钟)。随后,在S0C50%下对根据下述输出式的相对输出进行了测量。将结果示于下图2中。
[0088]输出计算式=0CVS0C50%X (0CVS0C50% -Vmin)/RS0C50%
[0089]如图2中所示,能够确认,当与比较例I的电池相比时,实施例1的电池的输出相对增大。
[0090]<实验例2>
[0091]将根据实施例1和比较例I制备的锂二次电池放电至S0C50%的状态,然后在30°C的室内储存5小时。随后,在IC放电的条件下对相对输出进行了测量。将结果示于下图3中。
[0092]如图3中所示,能够确认,当与比较例I相比时,实施例1在低温下的输出相对增大。
[0093]<实验例3>
[0094]在与实施例2相同的条件下,对根据实施例2和比较例2和3制备的锂二次电池的相对输出进行了测量。将结果示于下图4中。
[0095]如图4中所示,能够确认,在低温下的输出随碳酸亚丙酯的量的增大而升高。
[0096]<实验例4>
[0097]将根据实施例2和比较例2和3制备的锂二次电池在全充电状态下存储在70°C的储存室内,并在储存期间,通过以每两周一次的方式实施3次循环X (全充电一全放电),对容量保持率进行了测量。将12周之后的相对容量保持率示于下图5中。
[0098]如图5中所示,能够确认,在高温下的储存性能随碳酸亚丙酯的量的增大而改进。
[0099]工业应用性
[0100]如上所述,根据本发明的二次电池包含:预定的锂金属磷酸盐;无定形碳;和电解质,所述电解质包含醚基溶剂和碳酸亚丙酯,由此展示高温寿命特性和优异的室温和低温输出特性。因此,二次电池可适用于混合电动车辆中。
【主权项】
1.一种锂二次电池,所述锂二次电池包含: 正极活性材料,所述正极活性材料包含根据下式I的锂金属磷酸盐; 负极活性材料,所述负极活性材料包含无定形碳;和 锂二次电池用电解质,所述电解质包含锂盐和醚基溶剂, 其中基于所述锂二次电池用电解质的总重量,在所述锂二次电池用电解质中以I重量%?60重量%的量包含碳酸亚丙醋(PC),Li1+aM(P04_b)X“l) 其中M为选自II族?XII族金属中的至少一种金属;X为选自F、S和N中的至少一种元素,-0.5彡a彡+0.5,且O彡b彡0.1。
2.根据权利要求1的锂二次电池,其中基于所述电解质的总重量,以I重量%?40重量%的量包含所述碳酸亚丙酯(PC)。
3.根据权利要求1的锂二次电池,其中所述醚基溶剂为选自如下溶剂中的至少一种溶剂:四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二甲醚和二丁醚。
4.根据权利要求1的锂二次电池,其中所述锂盐为选自如下物质中的至少一种物质:LiCl、LiBr、Li 1、LiClO4' LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6、LiCF3SO3' LiCF3CO2' LiAsF6, LiSbF6' LiPF6,LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLl氯硼烷锂、四苯基硼酸锂和酰亚胺,且所述锂盐在所述电解质中的浓度为0.5M?3M。
5.根据权利要求1的锂二次电池,其中所述锂金属磷酸盐为具有下式2的橄榄石晶体结构的锂铁磷酸盐: Li1+aFei_xM’ x (PO4JXb (2) 其中Μ’是选自如下元素中的至少一种元素:Α1、Mg、N1、Co、Mn、T1、Ga、Cu、V、Nb、Zr、Ce、In、Zn 和 Y, X是选自如下元素中的至少一种元素:F、S和N,且-0.5 彡 a 彡 +0.5,0 彡 X 彡 0.5,且 O 彡 b 彡 0.1。
6.根据权利要求5的锂二次电池,其中所述具有橄榄石晶体结构的锂铁磷酸盐为LiFePO40
7.根据权利要求6的锂二次电池,其中所述具有橄榄石晶体结构的锂铁磷酸盐涂布有导电碳。
8.根据权利要求1的锂二次电池,其中所述无定形碳为硬碳和/或软碳。
9.一种电池模块,所述电池模块包含权利要求1的锂二次电池作为单元电池。
10.一种电池组,所述电池组包含权利要求9的电池模块。
11.一种装置,所述装置包含权利要求10的电池组。
12.根据权利要求11的装置,其中所述装置是混合电动车辆、插电式混合电动车辆或电力存储系统。
【专利摘要】本发明公开了一种锂二次电池,所述锂二次电池包含:(i)正极活性材料,所述正极活性材料包含根据下式1的锂金属磷酸盐;(ii)负极活性材料,所述负极活性材料包含无定形碳;和(iii)锂二次电池用电解质,所述电解质包含锂盐和醚基溶剂,其中基于所述锂二次电池用电解质的总重量,在所述锂二次电池用电解质中以1重量%~60重量%的量包含碳酸亚丙酯(PC),Li1+aM(PO4-b)Xb (1)其中M为选自II族~XII族金属中的至少一种金属;X为选自F、S和N中的至少一种元素,-0.5≤a≤+0.5,且0≤b≤0.1。
【IPC分类】H01M10-0569, H01M10-052, H01M4-58, H01M4-583, H01M2-10
【公开号】CN104662728
【申请号】CN201380049136
【发明人】尹柔琳, 郑钟模, 蔡宗铉, 李哲行, 郑根昌, 崔溁哲, 崔宁根, 尹胜哉
【申请人】株式会社Lg化学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月22日
【公告号】EP2876722A1, US20150263385
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