锂二次电池的制作方法_2

文档序号:9893771阅读:来源:国知局
W抑 制因电解质溶液与充放电期间形成的水之间的副反应而可能导致的HF的形成。
[0059] 此外,因为具有比简单结构常规憐基化合物更不稳定结构(例如化学式1中的η为2 或W上的憐基化合物结构)的化学式1的化合物是电化学不稳定的,所W该化合物可能容易 破碎并参与到电极薄膜的形成中,尤其该化合物可能形成导电膜。因此,当将该化合物用在 二次电池中时,W上两个因素可能显著地影响性能改善。
[0060] 此外,根据本发明的一实施方案,非水电解质溶液还可W包含由W下化学式2表示 的化合物:
[0061 ] <化学式2〉
[0062]
[0063] 在W上化学式中,
[0064] 化远Ri8各自独立地为氨或Ci-Cio烷基。
[0065] 根据本发明的实施方案,由化学式2表示的化合物,例如,可为Ξ(Ξ甲基甲硅烷 基)憐酸醋(TMSPa)。
[0066] 由化学式1表示的化合物与由化学式2表示的化合物的混合比例为1:0.1至1:2重 量比,优选为1:0.2至1:1重量比,并且更优选为1:0.2至1:0.6重量比。
[0067] 此外,由化学式1表示的化合物的含有量可为0.01重量%至5重量%,优选为0.1重 量%至2重量%,基于非水电解质溶液的总重量计。
[0068] 在由化学式1表示的化合物的含量过小的情况下,该化合物在二次电池的初始工 作时可能被全部消耗,因此,寿命在充放电或长期储存期间可能衰退。在由化学式1表示的 化合物的含量过大的情况下,电池的容量特性和稳定性特性可能受到残留添加剂的副反应 的不利影响。
[0069] 通常在本领域中所使用的裡盐都可W用作包含在本发明的一实施方案的非水电 解质溶液中的裡盐。例如,裡盐可W为选自LiPF6、LiAsF6、LiCF3S〇3、LiN(CF3S〇2)2、LiBF4、 118尸6、^56尸6、^^〔2尸55〇2)2、^41〇4、^41(^4、^5〇3〔尸3、和^(:104中的任意一种或其两种 或W上的混合物。
[0070] 此外,通常用在裡二次电池电解质溶液中的任意的电解质溶液溶剂都可W不加限 制地用作用在本发明中的电解质溶液溶剂,并且例如,酸、醋、酷胺、线性碳酸醋、或环状碳 酸醋可W单独使用或者W其两种或W上的混合物使用。
[0071] 在运些材料中,通常可W包含环状碳酸醋、线性碳酸醋、或作为其混合物的碳酸醋 化合物。环状碳酸醋的具体实例可为选自碳酸亚乙醋化C)、碳酸亚丙醋(PC)、碳酸1,2-亚下 醋、碳酸2,3-亚下醋、碳酸1,2-亚戊醋、碳酸2,3-亚戊醋、碳酸亚乙締醋、及其面化物中的任 意一种或其两种或W上的混合物。
[0072] 此外,线性碳酸醋的具体实例可为碳酸二甲醋(DMC)、碳酸二乙醋(DEC)、碳酸二丙 醋化PC)、碳酸乙基甲醋(EMC)、碳酸甲丙醋(MPC)、和碳酸乙丙醋化PC)中的任意一种或其两 种或W上的混合物。但是本发明不限于此。
[0073] 特别地,碳酸醋基电解质溶液溶剂中的环状碳酸醋优选包含碳酸亚丙醋、碳酸亚 乙醋、及其混合物。因为碳酸亚丙醋、碳酸亚乙醋、及其混合物为高粘性有机溶剂并具有高 的介电常数,碳酸亚丙醋、碳酸亚乙醋、及其混合物可W使电解质溶液中的裡盐良好地解 离。因此,可W使用碳酸亚丙醋、碳酸亚乙醋、及其混合物。
[0074] 此外,线性碳酸醋(例如碳酸二乙醋、碳酸二甲醋、碳酸乙基甲基醋、及其混合物) 可W通过与环状碳酸醋混合而使用。因为当将W上环状碳酸醋与低粘性、低介电常数的线 性碳酸醋W适当比例混合时可W制备具有高电导率的电解质溶液,所W,例如,环状碳酸醋 可W使用。
[0075] 此外,选自W下的任意一种都可W用作电解质溶液溶剂中的醋:乙酸甲醋、乙酸乙 醋、乙酸丙醋、丙酸乙醋化P)、丙酸甲醋(MP)、丫-下内醋、丫-戊内醋、丫-己内醋、0-戊内醋、 和ε-己内醋、及其两种或W上的混合物。其中,特别地可W使用低粘性的EP、MP、及其混合 物。
[0076] 根据本发明的另一实施方案,本发明可提供一种正极,其包含裡过渡金属氧化物 和由化学式1表示的化合物。
[0077] 根据本发明的一实施方案,在化学式1的A中η为3或4的情况下,A可W通过使一个 重复单元的P与另一个相邻重复单元的0彼此连接W形成直链、环状链、或直链和环状链彼 此连接而形成。
[007引在化学式1的化合物中,优选化合物,例如可为选自化合物(1)至(6)中的任意一种 或其两种或W上的混合物。
[0079]
[0080]
[0081] 此外,根据本发明的一实施方案,正极还可W包含由化学式2表示的化合物。
[0082] 根据本发明的一个实施方案,由化学式2表示的化合物,例如可为Ξ(Ξ甲基甲娃 烷基)憐酸醋(TMSPa)。
[0083] 在该情况下,由化学式1表示的化合物与化学式2表示的化合物的混合比例在1: 0.1至1:2重量比,优选为1:0.2至1:1重量比,更优选为1:0.2至1:0.6重量比。
[0084] 根据本发明的一实施方案,在正极中包含作为添加剂的由化学式1表示的化合物 的情况下,裡二次电池的寿命特性可能得到改善,并且特别地,在45°C或W上的高溫和4.3V 或W上的高电压下的寿命特性可能得到改善。此外,可能实现在高溫和高电压下的稳定且 优异的寿命特性,而与电极的含水量或电极干燥和漉压过程的存在与否无关。
[0085] 另外,因为具有比简单结构常规憐基化合物更不稳定的结构(例如化学式1中的η 为2或W上的憐基化合物结构)的化学式1的化合物是电化学不稳定的,所W该化合物可能 容易破碎而参与到电极膜的形成中并且特别地,该化合物可能形成导电膜。因此,当将该化 合物用在二次电池中时,W上因素可能显著地影响性能(特别是寿命特性)的改善。
[0086] 根据本发明的一个实施方案,由化学式1表示的化合物的含有量可为0.01重量% 至5重量%,优选为0.1重量%至2重量%,基于包含正极活性材料、添加剂、导电剂和粘合剂 的正极混合浆料的总量计。
[0087] 正极活性材料(例如,裡过渡金属氧化物)可为由W下化学式3表示的化合物:
[0088] <化学式3〉
[0089] Li [ LixNiaCobMnc]〇2 (-0.05 < X < +0.5,0<a、b、C < 1,x+a+b+c = 1,且0.4处< 1)
[0090] 根据本发明的一实施方案,裡二次电池可W包括正极、负极、设置在正极和负极之 间的隔膜、和非水电解质溶液,并且该正极或非水电解质溶液可W包含化学式1的化合物。
[0091] 作为负极活性材料,碳基负极活性材料,例如结晶碳、无定形碳、或碳复合物,可W 单独使用或W其两种或W上混合物使用。优选地,结晶碳可W包括石墨碳,例如天然石墨和 人造石墨。
[0092] 此外,可W使用单独的多孔聚合物膜一一例如,由聚締控基聚合物(如乙締均聚 物、丙締均聚物、乙締/下締共聚物、乙締/己締共聚物、和乙締/丙締酸甲醋共聚物)制备的 多孔聚合物膜一一作为隔膜或者可W将两种或W上的多孔聚合物膜层叠作为隔膜。此外, 可W使用常规的多孔非织造布,例如,由高烙点玻璃纤维或聚对苯二甲酸乙二醋纤维形成 的非织造布,但是本发明不限于此。
[0093] 根据本发明的一实施方案,裡二次电池的充电电压可为4.3V至5.0V的范围,并且 即使电池 W上述高电压进行充电,电池的寿命特性也很优异。
[0094] 此外,裡二次电池例如在45°C或W上的高溫W及高电压下可W展现出稳定且优异 的寿命特性,而与电极的含水量或漉压过程的存在与否无关。对本发明的裡二次电池的形 状没有特殊的限制,可W使用采用一个罐的圆筒型、棱柱型、袋(pouch)型、或硬币(coin) 型。
【具体实施方式】
[0095] 在下文中,将依据具体实施例对本发明进行详细描述。但是,本发明可许多不 同的形式体现并且不应理解为限于本说明书所阐述的实施方案。相反,提供运些示例性实 施方案是为了使本说明书全面和完整,并将本发明的范围全部传达至本领域普通技术人 员。
[0096] 实施例
[0097] 在下文中,将依据实施例和实验例对本发明进行更加详细的描述。但是,本发明不 限于此。
[0098] <包含化学式1的物质的非水电解质溶液的制备〉
[0099] 实施例1
[0100] 将LiPFs溶解在如下电解质溶液溶剂中W得到1M浓度的LiPFs,所述电解质溶液溶 剂具有碳酸亚乙醋化C):碳酸二甲醋(DMC):碳酸乙基甲醋化MC)的体积比为3:4:3的组分。 另外,将四甲基甲娃烷基)焦憐酸醋(化合物(1))和甲基甲娃烷基)憐酸醋(TMSPa) W3:l的重量比制备成用于非水电解质溶液的添加剂,并且通过向上述混合物中添加2重 量%剂量的上述添加剂而制备非水电解质溶液,基于非水电解质溶液的总重量计。
[0101] 实施例2
[0102] W与实施例1相同的方式制备非水电解质溶液,不同之处在于,在制备实施例1的 非水溶液中,单独添加了四(Ξ甲基甲娃烷基)焦憐酸醋W作为用于非水电解质溶液的添加 剂。
当前第2页1 2 3 4 
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