專利名稱：：包含含表面活性劑的電極活性材料的鋰二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋰二次電池，該電池包括含有鋰過渡金屬化合物的陰極以及含有石墨碳的陽極，同時(shí)在該陰極和/或該陽極中添加了表面活性劑，藉由表面活性劑的添加改善電解質(zhì)在電極上的濕潤性，從而提高電池容量并改善電池的速率特性與循環(huán)特性，并明顯地縮短了電池的制備時(shí)間。
背景技術(shù)：
：移動(dòng)設(shè)備的技術(shù)發(fā)展與需求增加導(dǎo)致二次電池作為能量來源的需求急速增加。其中，大量的研究集中在具有高能量密度與高放電電壓的鋰二次電池上。此類鋰二次電池現(xiàn)今可于市場(chǎng)上獲得并已廣泛使用。鋰二次電池使用金屬氧化物例如LiCoO,作為陰極活性材料，使用含碳材料作為陽極活性材料，并通過在陽極與陰極之間放置多孔聚烯烴(porouspolyolefin)隔離片，然后加入含有鋰鹽例如LiPFe的非水性電解質(zhì)完成制造。充電過程中，鋰離子從陰極活性材料中釋出然后嵌入陽極的碳層中。相反，在放電過程中，鋰離子從陽極的碳層中釋放，然后嵌入陰極活性材料中。此處，非水性電解質(zhì)充當(dāng)介質(zhì)，通過該非水性電解質(zhì)，鋰離子可在陰極與陽極間之間移動(dòng)。這樣的鋰二次電池在電池的操作電壓范圍內(nèi)必須是基本穩(wěn)定的，并且必須具有以足夠快的速率轉(zhuǎn)移離子的能力。非水性電解質(zhì)于制造鋰二次電池的最后一步置入電池中。此處，為了減少制造電池的時(shí)間并優(yōu)化電池性能，必須確保電解質(zhì)可將電極快速并完全地濕潤。作為用于鋰二次電池的非水性電解質(zhì)，主要使用非質(zhì)子有機(jī)溶劑，例如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)以及2-曱基四氫呋喃。這樣的電解質(zhì)是具有一定程度極性的極性溶劑，該極性能夠有效地溶解并解離電解質(zhì)鹽，同時(shí)也是不具有活性氧物質(zhì)的非質(zhì)子溶劑。此外，由于電解質(zhì)之間廣泛的相互影響，此類電解質(zhì)通常呈現(xiàn)出高的粘度與表面張力。因此，鋰二次電池所用的非水性電解質(zhì)對(duì)含有粘合劑例如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等的電極材料呈現(xiàn)低親和性，因此造成不能輕易地潤濕電極材料。由于低親和性造成的不易濕潤(下文將作詳細(xì)說明)是引起電池制造時(shí)間增加這一效率低下的主要原因之一。同時(shí)，隨著對(duì)諸如移動(dòng)電話、筆記本電腦以及MP3播放器等小體積設(shè)備的高度偏好引起的鋰二次電池的需求增加，最近要求鋰二次電池小型化并具有嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)。再者，高能量密度電池的使用導(dǎo)致制造電池時(shí)電極載荷與厚度的增加。然而，由于具有親水特性的電解質(zhì)無法深度滲透至具有疏水特性的電極之中，因此造成電池容量降低，這又使電池速率特性與循環(huán)特性下降。因此，常規(guī)
技術(shù)領(lǐng)域：
已嘗試藉由使用特定的工藝技術(shù)解決此類問題，例如增加高溫老化處理或者施加真空或壓力以便于提高電解質(zhì)在電極上的濕潤性。然而，此類方法需承受附加工藝與延長的生產(chǎn)時(shí)間造成的額外費(fèi)用這一沉重負(fù)擔(dān)。為此，本
技術(shù)領(lǐng)域：
強(qiáng)烈需要開發(fā)這樣的技術(shù)它能通過增加電解質(zhì)對(duì)電極的潤濕性來縮短電池制造時(shí)間并改善電池性能
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題因此，本發(fā)明的目的在于解決上述問題以及其它尚未被解決的技術(shù)問題。由于為解決上述問題而進(jìn)行的大量廣泛而深入的研究和實(shí)驗(yàn)，如下所述，本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)將表面活性劑加入鋰二次電池的陰極和/或陽極，可以使電解質(zhì)輕易地滲透至電極材料之中，同時(shí)對(duì)電池運(yùn)行的不良副作用最小，因此不再需要改善潤濕性的額外工藝，并由此能改善電池性能。本發(fā)明系根據(jù)該發(fā)現(xiàn)而完成。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可通過提供以下鋰二次電池實(shí)現(xiàn)上述及其它目的，所述鋰二次電池包括含有鋰過渡金屬化合物的陰極以及含有石墨碳的陽極，同時(shí)將表面活性劑加入陰極與陽極之一或二者中。根據(jù)本發(fā)明，表面活性劑的添加改善了電解質(zhì)在電極上的濕潤性，由此提升電池容量，并改善電池速率特性與循環(huán)特性，并可明顯縮短電池的制造時(shí)間。一般而言，表面活性劑具有親水性部位與疏水性部位，因此對(duì)具有親水性質(zhì)的電解質(zhì)以及具有疏水性質(zhì)的電極均呈現(xiàn)親和性。因此，將此類表面活性劑加入電極后，表面活性劑的親水性部位對(duì)親水性電解質(zhì)將具有高度親和性，而表面活性劑的疏水性部位對(duì)疏水性電極具有高度親和性。因此，經(jīng)由表面活性劑的媒介作用，電解質(zhì)可以輕易滲透至電極內(nèi)。因此，能改善電解質(zhì)在電極上的濕潤性。表面活性劑的添加量為待添加的電極混合物總重量的O.01至20重量°/，更優(yōu)選為O.l至l.0重量％。電極混合物為電極活性材料的混合物，如有必要，包括粘合劑與導(dǎo)電材料。例如，陰極混合物通常包括混有粘合劑和導(dǎo)電材料的陰極活性材料。若表面活性劑的含量過低，則難以實(shí)現(xiàn)對(duì)電解質(zhì)在電極上的濕潤性的所需改善結(jié)果。另一方面，若表面活性劑的含量過高，則可能不合需要地產(chǎn)生與電池的其他性能退化相關(guān)的問題，這是由于粘合劑和導(dǎo)電材料的添加量降低所致。表面活性劑可加入陰極與陽極之一或兩者中。因?yàn)榘陔姵仃枠O內(nèi)電解質(zhì)的量遠(yuǎn)低于陰極內(nèi)的量，因此特別優(yōu)選將表面活性劑加入陽極中。與添加表面活性劑相關(guān)的常規(guī)
技術(shù)領(lǐng)域：
中，將表面活性劑加入電解質(zhì)中而非電極中的一些技術(shù)是已知的。即，為了降低電池內(nèi)的不可逆性，使用無定形碳材料作為陽極活性材料，已知一種將表面活性劑加入電解質(zhì)中的方法，一旦電池開始充/放電，所述表面活性劑就會(huì)在陽極活性材料表面形成固態(tài)電解質(zhì)界面薄膜。雖然將表面活性劑加入電解質(zhì)中這一手段通過降低不可逆性提供了電池容量并改善了電池的速率特性，但此舉可能導(dǎo)致表面活性劑內(nèi)在特性改變，因?yàn)樵谧畛醯某?放電過程期間，薄膜。另一方面，本發(fā)明涉及將表面活性劑加入電極中，并且具有以下顯著不同表面活性劑的內(nèi)在性質(zhì)能保持未變，同時(shí)不會(huì)引起這類電化學(xué)反應(yīng)。此外，由于電解質(zhì)在電極上的濕潤性的改善，電池制造時(shí)間能得以明顯縮短，這是上述常規(guī)
技術(shù)領(lǐng)域：
所無法獲得的本發(fā)明的獨(dú)有特點(diǎn)。大體而言，表面活性劑可分為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑以及非離子表面活性劑。電池通過電化學(xué)反應(yīng)經(jīng)由鋰離子的遷移運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，本發(fā)明的表面活性劑優(yōu)選為非離子表面活性劑。非離子表面活性劑的典型實(shí)例包括但不限于聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚、山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯等等。特別是，更優(yōu)選具有親水性部位與疏水性部位兩者的嵌段共聚物作為本發(fā)明的表面活性劑。通常，嵌段共聚物指的是這樣一種共聚物，其中具有給定量的一類單體的鏈與具有給定量的另一類不同性質(zhì)的單體的鏈進(jìn)行化學(xué)連接。作為本發(fā)明的優(yōu)選表面活性劑，嵌段共聚物是通過由親水性單體組成的鏈與由疏水性單體組成的鏈之間的化學(xué)鍵的相交形成的共聚物，其特征在于嵌段共聚物本身具有親水性部位與疏水性部位兩者。作為嵌段共聚物特別優(yōu)選的實(shí)例，可提及的是PEO-PPO嵌段共聚物。PEO-PPO嵌段共聚物具有以親水性聚環(huán)氧乙烷(PEO)鏈與疏水性聚環(huán)氧丙烷(PPO)鏈作為重復(fù)單元所組成的結(jié)構(gòu)。PE0-PPO共聚物對(duì)電池的運(yùn)行枳^理影響甚^:。如上文所述，由于分子結(jié)構(gòu)內(nèi)所擁有的親水性與疏水性部位，PEO-PPO嵌段共聚物還可顯著改善電解質(zhì)在電極上的濕潤性。優(yōu)選地，PEO單元在PEO-PPO嵌段共聚物內(nèi)的含量為占共聚物總重量的40至80%范圍內(nèi)。PEO-PPO嵌段共聚物中，具有PEO-PPO-PEO結(jié)構(gòu)的三嵌段共聚物特別優(yōu)選。PEO單元在PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物內(nèi)的含量為占共聚物總重量的60至70°/范圍內(nèi)。本發(fā)明可優(yōu)選使用的另一表面活性劑的實(shí)例可包括全氟烷基磺酸鹽(perfluoroalkylsulfonate)。全氟烷基磺酸鹽為陰離子表面活性劑，對(duì)電解質(zhì)和電極材料均表現(xiàn)出取代性(substitutionality),并且由于烷基部分的全部氫原子均由氟原子取代，所以在電池的電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中具有高度穩(wěn)定性。全氟烷基磺酸鹽的代表性實(shí)例包括但不限于全氟丁烷磺酸鹽。下文將就本發(fā)明的鋰二次電池所需的其它組分作簡要說明。鋰二次電池的陰極通過例如將陰極活性材料、導(dǎo)電材料與粘合劑所組成的混合物涂布于陰極集電器上并隨后進(jìn)行干燥而制得。如有必要，還可向混合物中添加填充劑。物，例如鋰鈷氧化物(LiCoO》以及鋰鎳氧化物(LiNi(y,或由一種或多種過渡金屬所取代的化合物；鋰錳氧化物，例如化學(xué)式為Li^Mrvx04(0《x<0.33)、LiMn03、1^1411203以及1^1^02的化合物；鋰銅氧化物(Li2Cu02);釩氧化物，例如LiVA、￥205與01^207;化學(xué)式為LiNi卜xMx02(M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，并且O.01<x《0.3)的鎳位點(diǎn)型鋰鎳氧化物；化學(xué)式為LiMri2—xMx020(M=Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta,并且O.01《x<0.1)或者化學(xué)式Li2Mri3M(U]^Fe、Co、Ni、Cu或Zn)的鋰錳復(fù)合氧化物；其中一部分Li由堿土金屬離子取代的LiMri204;雙硫化合物；以及Fe:(Mo04)3、LiFe304等等。陰極集電器通常制造成具有3至500口的厚度。陰極集電器所用的材料無特殊限制，只要它們具有高導(dǎo)電性、在制造的電池中不會(huì)引起化學(xué)變化即可。作為陰極集電器材料的實(shí)例，可提及不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳以及用碳、鎳、鈦或銀作表面處理的鋁或不銹鋼。集電器可制造成表面具有微細(xì)不規(guī)則結(jié)構(gòu)，以便于增加對(duì)陰極活性材料的黏著性。此外，集電器可制成各種形狀，包括薄膜形、薄板形、薄片形、網(wǎng)狀、多孔結(jié)構(gòu)、泡沫形以及無紡布形狀。導(dǎo)電材料的添加量通常為占包括陰極活性材料在內(nèi)的混合物的總重量的1至50重量％。導(dǎo)電材料無特殊限制，只要具有足夠?qū)щ娦圆⒃谥频玫碾姵刂胁粫?huì)引起化學(xué)變化即可。作為導(dǎo)電材料的實(shí)例，可提及以下導(dǎo)電材料石墨例如天然或人造石墨；碳黑例如碳黑、乙炔黑、Ketjen黑、槽黑、爐黑、燈黑以及熱解黑；導(dǎo)電纖維例如碳纖維以及金屬纖維；金屬粉末例如碳氟化物粉末、鋁粉末以及鎳粉末；導(dǎo)電須例如氧化鋅以及鈦酸鉀；導(dǎo)電金屬氧化物例如氧化鈦；以及聚苯撐衍生物。粘合劑為有助于活性材料與導(dǎo)電材料之間的粘合、并有助于與集電器粘合的組分。粘合劑的典型添加量為占包含陰極電極活性材料在內(nèi)的混合物的1至50重量％。作為粘合劑的實(shí)例，可提及的是聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧曱基纖維素(CMC)、淀粉、羥丙基纖維素、再生纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、四氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯丁二烯橡膠、氟橡膠以及各種共聚物。填充劑是用來抑制陰極膨脹的任選成分。對(duì)填充劑無特殊限制，只要它在制得的電池中不引起化學(xué)變化并且為纖維材料即可。作為填充劑的實(shí)例，可以使用烯烴聚合物例如聚乙烯與聚丙烯；以及纖維材料例如玻璃纖維與碳纖維。鋰二次電池的陽極通過將陽極材料涂布于陽極集電器然后干燥制得。若有必要，還可進(jìn)一步包括上述其它組分。陽極集電器通常制成具有3至500口的厚度。對(duì)陽極集電器所用的材料無特殊限制，只要它們具有合適導(dǎo)電性并在制得的電池中不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)變化即可。作為陽極集電器用材料的實(shí)例，可提及銅、不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳，或者具有由碳、鎳、鈦或銀處理的表面的銅或不銹鋼，以及鋁-鎘合金。與陰極集電器類似，陽極集電器也可在其表面上加工形成微細(xì)不規(guī)則結(jié)構(gòu)，以便于增加對(duì)陽極活性材料的教著性。此外，陽極集電器可制成各種形狀，包括薄膜形、薄板形、薄片形、網(wǎng)狀、多孔結(jié)構(gòu)、泡沫形以及無紡布形狀。作為可用于本發(fā)明的陽極材料的實(shí)例，可提及的是碳例如非石墨碳與石墨碳；金屬復(fù)合氧化物例如L"Fe凡((Kx《1),LixW02(0<x<1)以及SMepxMe，yOz(Me:Mn、Fe、Pb或Ge;Me，Al、B、P、Si、元素周期表內(nèi)第I、n與III族的元素，或卣素；0<x<l;l<y《3;1《z<8);鋰金屬；鋰合金；硅合金；錫合金；金屬氧化物例如SnO、Sn02、PbO、Pb02、Pb，O,、Pb,O"Sb，O,、Sb704、Sb,O,、GeO、GeO,、Bi，O"Bi,O,以及BiA;233423242522324257導(dǎo)電聚合物例如聚乙炔；以及Li-Co-Ni基材料。鋰二次電池用的隔離片被插入陰極與陽極之間。可使用具有高離子通透性以及高機(jī)械強(qiáng)度的絕緣薄膜作為隔離片。隔離片通常具有O.Ol至0.川的孔徑以及5至300[]的厚度。由烯烴聚合物例如聚丙烯和/或玻璃纖維或聚丙烯所制得的薄片或無紡布纖維具有耐化學(xué)性與疏水性，可作為隔離片。當(dāng)將固態(tài)電解質(zhì)例如聚合物作為電解質(zhì)時(shí)，固態(tài)電解質(zhì)可同時(shí)充當(dāng)隔離片與電解質(zhì)。鋰二次電池所用的非水性電解質(zhì)由非水性電解質(zhì)與鋰鹽構(gòu)成?？梢杂梅撬噪娊赓|(zhì)溶液、固態(tài)電解質(zhì)以及無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)作為非水性電解質(zhì)。作為可用于本發(fā)明的非水性電解質(zhì)溶液，可提及非質(zhì)子有機(jī)溶劑例如N-曱基-2-吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二曱酯、碳酸二乙酯、Y-丁酸內(nèi)酯、1，2-二曱氧基乙烷、四羥基法朗克、2-曱基四氬呋喃、二曱基亞砜、1,3-二氧戊環(huán)、曱酰胺、二曱基曱酰胺、二氧戊環(huán)、乙腈、硝基曱烷、曱酸甲酯、乙酸曱酯、磷酸三酯、三甲氧基曱烷、二氧戊環(huán)衍生物、環(huán)丁砜、曱基環(huán)丁砜、1，3-二曱基-2-咪唑啉酮、碳酸丙烯酯衍生物、四氫呋喃衍生物、醚類、丙酸曱酯以及丙酸乙酯。作為可用于本發(fā)明的有機(jī)固態(tài)電解質(zhì)，可提及的是聚乙烯衍生物、聚環(huán)氧乙烷衍生物、聚環(huán)氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、聚攪拌賴氨酸、聚酯碌u化物(polyestersulfide)、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯以及含離子解離基團(tuán)的聚合物。作為可用于本發(fā)明的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)，可提及鋰的氮化物、鹵化物以及碌u酸鹽，例如L"N、Lil、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSi04、LiSiO廠LiI一LiOH、Li，SiS,、Li,SiO,、L"SiO廠LiI-LiOH以及4234444Li3Po4-Li2S-SiS2。鋰鹽為極易溶于上述非水性電解質(zhì)的材料，可包括例如LiCl、LiBr、Lil、LiClOLiB巳、LiB1(lCl,n、LiPFfi、LiCF,SO,、LiCF,CO,、LiAs^、LiSbFfi、441U1Ut)JZt)t)LiAlCl4、CH3S03Li、CF3S03Li、(CF3S02)2NLi、鋰氯硼烷、低級(jí)脂族羧酸鋰、四苯硼酸鋰以及酰亞胺。此外，為了改善充/放電特征以及阻燃性，例如吡啶、亞磷酸三乙酯、三乙醇胺、環(huán)醚、乙二胺、n-glyme、六碌酸三酰胺、硝基苯衍生物、硫、醌亞胺染料、N-取代惡唑烷酮、N，N-取代咪唑烷、乙二醇二烷基醚、胺鹽、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化鋁等可添加至非水性電解質(zhì)中。如果需要，為了賦予不燃性，非水性電解質(zhì)可以進(jìn)一步包括含由素溶劑例如四氯化碳以及三氟乙烯。再者，為了改善高溫儲(chǔ)存特性，非水性電解質(zhì)還可以含有二氧化碳?xì)怏w。具體實(shí)施例方式下面將參考下述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍與精神。[實(shí)施例l]通過向電極添加表面活性劑，依據(jù)下述方法制造鋰二次電池。1-1.陰極的制作將作為陰極活性材料的94.5重量％的"0002、2.5重量4的Super-P(導(dǎo)電材料)、2.5重量y。的PVDF(粘合劑)以及作為表面活性劑的O.5重量％的PluronicTMF127(BASF)添加至作為溶劑的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，由此制備陰極漿料。之后，將得到的陰極漿料經(jīng)涂布、干燥并壓制于鋁集電器上制得陰極。1-2.陽極的制作將作為陽極活性材料的95重量。/。的人造石墨、2.5重量％的Super-P(導(dǎo)電材料)、2重量y。的PVDF(粘合劑)以及作為表面活性劑的0.5重量。/。的PluronicTMF127(BASF)添加至作為溶劑的醒P中，由此制備陽極漿料。之后，將得到的陽極漿料經(jīng)涂布、干燥并壓制于銅集電器上制得陽極。1-3.電解質(zhì)的制備使用含有1MLiPF6鋰鹽的碳酸乙烯酯(EC)/碳酸乙基曱基酯(EMC)溶液作為電解質(zhì)。1-4.電池的制作將一個(gè)多孔隔離片(Celgard)置于各自在l-l與l-2部分中制作的陰極與陽極之間，然后將1-3部分所制備的非水性電解質(zhì)注入所得到的電極裝配體內(nèi)，由此制得鋰二次電池。[實(shí)施例2]以與實(shí)施例1中相同的方式制備鋰二次電池，所不同的是將0.5重量％的PluronicTMF127添加至陰極中而不添加至陽極中。由于不向陽極中添加PluronicTMF127，陽極內(nèi)人造石墨Super-P:PVDF的比值調(diào)整到95.5:2.5:2(w/w)。[實(shí)施例3]以與實(shí)施例l中相同的方式制備鋰二次電池，所不同的是將O.5重量百分比的PluronicTMF127添加至陽極中而不添加至陰極中。由于不向陽極中添加PluronicTMF127,陰極內(nèi)LiCo02:Super-P:PVDF的比值調(diào)整到95.5:2.5:2.5(w/w)。[實(shí)施例4]以與實(shí)施例2中相同的方式制備鋰二次電池，所不同的是將作為表面活性劑的0.5重量％的全氟丁烷磺酸鹽(PFBS)分別添加至陰極與陽極中。[對(duì)比例l]以與實(shí)施例l中相同的方式制備鋰二次電池，所不同的是不向電極中添加表面活性劑。在實(shí)施例1至4與對(duì)比例1的電池制作中，測(cè)量電解質(zhì)在陰極與陽極上達(dá)到約10%濕潤性所花費(fèi)的時(shí)間。所獲得的結(jié)果記錄于下表l中。<表1><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>全氟丁烷磺酸鹽**F127:PLuronicF127由表1可見，相對(duì)于不添加表面活性劑的電極，添加了作為表面活性劑的F127的電極的電解質(zhì)濕潤性在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需濕潤性水平。特別是，添加F127至陰極與陽極兩者的電池(實(shí)施例1)以及添加F127至陽極的電池(實(shí)施例3)皆呈現(xiàn)出色的濕潤速率。此外，已確定的是添加了作為表面活性劑的PFBS的電極呈現(xiàn)出色的電解質(zhì)濕潤性。[測(cè)試?yán)?]測(cè)試實(shí)施例1至4與對(duì)比例1中的電池的電池容量、速率特性以及循環(huán)特性。所獲得的結(jié)果記錄于下表2中。<表2><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表2可見，相對(duì)于對(duì)比例l的電池，實(shí)施例1至4的電池呈現(xiàn)改善的電池容量、速率特性以及循環(huán)特性。特別是，已確定實(shí)施例1至4的電池在循環(huán)500次的情況下呈現(xiàn)顯著改善的循環(huán)特性。[對(duì)比例2]以與實(shí)施例l中相同的方式制備鋰二次電池，所不同的是將O.5重量％的聚乙二醇二曱醚作為表面活性劑添加至電解質(zhì)中，而非電極中。由于不向電極中添加聚乙二醇二曱醚，陰極內(nèi)LiCo(VSuper-P:PVDF的比值調(diào)整到95:2.5:2.5(w/w)，并且陽極內(nèi)人造石墨Super-P:PVDF的比值調(diào)整到95.5:2.5:2.5(w/w)。[測(cè)試?yán)?]在對(duì)比例2的電池的制作中，測(cè)量電解質(zhì)在陰極與陽極上達(dá)到約10%濕潤性所花費(fèi)的時(shí)間。結(jié)果，達(dá)到約ioy。濕潤性所需的時(shí)間為5分鐘，由此確認(rèn)無法通過添加表面活性劑獲得所需的電解質(zhì)濕潤性改善的結(jié)果。為了確認(rèn)無法實(shí)現(xiàn)濕潤性改善的原因以及導(dǎo)致電池性能退化的原因，盡管加入了表面活性劑(聚乙二醇二曱醚)，執(zhí)行循環(huán)伏安法。為了達(dá)到與對(duì)比例2的電池相比較的目的，亦對(duì)本發(fā)明實(shí)施例l的電池實(shí)施相同的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果，對(duì)比例2的電池在電池工作電壓范圍內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，然而實(shí)施例1電池內(nèi)的PEO-PPO嵌段共聚物并沒有表現(xiàn)出發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的情形，從而確認(rèn)與嵌段共聚物的固有物理特性相對(duì)應(yīng)的親水性與親脂性仍保持完好。工業(yè)實(shí)用性由以上說明顯而易見，通過向電極中添加表面活性劑，本發(fā)明的鋰二次電池提供諸多有益效果，例如明顯改善電解質(zhì)在電極上的濕潤性，從而增加電池容量并且改善電池速率特性與循環(huán)特性，同時(shí)明顯縮短電池制造時(shí)間。盡管已為說明目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)，可以在不背離所附權(quán)利要求書所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，作出各種改進(jìn)、添加和取代。權(quán)利要求1.一種鋰二次電池，包括含鋰過渡金屬化合物的陰極以及含石墨碳的陽極，其中將表面活性劑加入陰極、陽極或陰極與陽極兩者中。2.權(quán)利要求l的電池，其中該表面活性劑的含量為占電極混合物總重量的O.01至20重量％范圍內(nèi)。3.權(quán)利要求l的電池，其中該表面活性劑為非離子表面活性劑。4.權(quán)利要求3的電池，其中該非離子表面活性劑為具有親水性部份與疏水性部份的嵌段共聚物。5.權(quán)利要求4的電池，其中該嵌段共聚物為PEO-PPO嵌段共聚物。6.權(quán)利要求5的電池，，其中PEO單元在該P(yáng)EO-PPO嵌段共聚物內(nèi)的含量為占共聚物總重量的40至80%范圍內(nèi)。7.權(quán)利要求5的電池，其中該P(yáng)E0-PP0嵌段共聚物為PE0-PP0-PE0三嵌段共聚物。8.權(quán)利要求7的電池，其中PE0單元在該P(yáng)E0-PP0-PE0三嵌段共聚物內(nèi)的含量為占共聚物總重量的60至70%范圍內(nèi)。9.權(quán)利要求l的電池，其中該表面活性劑為全氟烷基磺酸鹽。10.權(quán)利要求9的電池，其中該表面活性劑為全氟丁烷磺酸鹽。全文摘要本發(fā)明提供一種鋰二次電池，包括含有鋰過渡金屬化合物的陰極以及含有石墨碳的陽極，并向陰極與/或陽極中加入表面活性劑，藉此表面活性劑的添加改善電解質(zhì)在電極上的濕潤性，從而提高電池容量并且改善電池的速率特性與循環(huán)特性，并且明顯縮短電池制備工藝時(shí)間。文檔編號(hào)H01M10/36GK101379635SQ200780004522公開日2009年3月4日申請(qǐng)日期2007年2月1日優(yōu)先權(quán)日2006年2月6日發(fā)明者康銀珠,李香穆,洪起哲,禹正圭申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)