二次電池用電極和包含所述電極的鋰二次電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰二次電池用電解質(zhì)和包含所述電解質(zhì)的鋰二次電池，所述電解質(zhì)包含非水溶劑和鋰鹽，其中所述非水溶劑包含環(huán)狀碳酸酯和直鏈溶劑，其中基于所述非水溶劑的總重量，所述環(huán)狀碳酸酯在所述非水溶劑中的量為1重量％～30重量％。
【專利說明】二次電池用電極和包含所述電極的鋰二次電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可再充電的鋰二次電池和構(gòu)成所述鋰二次電池的電解質(zhì)。

【背景技術(shù)】
[0002]由于因化石燃料的耗盡而導(dǎo)致能源價格提高且對環(huán)境污染的關(guān)注日益增加，所以對環(huán)境友好的替代能源的需求必定在未來生活中發(fā)揮越來越重要的作用。由此，持續(xù)對各種發(fā)電技術(shù)如核能、太陽能、風(fēng)能、潮汐能等進行研究，且用于更有效使用產(chǎn)生的能量的電力存儲裝置也引起了更多的關(guān)注。
[0003]具體地，隨著對移動裝置技術(shù)的持續(xù)開發(fā)和對其需求的日益增加，對作為能源的鋰二次電池的需求急劇增加。近來，已經(jīng)實現(xiàn)了將鋰二次電池用作電動車輛(EV)和混合電動車輛(HEV)的電源，且關(guān)于鋰二次電池的市場通過智能電網(wǎng)技術(shù)而持續(xù)擴展至諸如輔助電力供應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0004]鋰二次電池具有其中電極組件浸潰有含鋰鹽的非水電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所述電極組件包含:通過將正極活性材料涂布在正極集電器上而制備的正極、通過將負極活性材料涂布在負極集電器上而制備的負極以及設(shè)置在所述正極與所述負極之間的多孔隔膜。
[0005]通常通過將聚烯烴類多孔隔膜設(shè)置在包含正極活性材料如金屬氧化物(如鋰鈷基氧化物、鋰錳基氧化物、鋰鎳基氧化物等)的正極與包含負極活性材料如碳質(zhì)材料的負極之間，并利用含鋰鹽如LiPF6等的非水電解質(zhì)對制得的結(jié)構(gòu)進行浸潰，制造這些鋰二次電池。
[0006]當(dāng)對鋰二次電池進行充電時，正極活性材料的鋰離子脫嵌，然后嵌入負極的碳層中。當(dāng)對鋰二次電池進行放電時，碳層的鋰離子脫嵌，然后嵌入正極活性材料中。在這點上，非水電解質(zhì)充當(dāng)鋰離子在負極與正極之間遷移的介質(zhì)。
[0007]近來，作為將常規(guī)材料用作電極活性材料的替代，已經(jīng)對將尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳基金屬氧化物用作正極活性材料或?qū)団佈趸锏扔米髫摌O活性材料進行了研究。
[0008]在電極與電解質(zhì)之間的界面處的反應(yīng)隨用于鋰二次電池中的電極材料和電解質(zhì)的類型而變化。因此，需要開發(fā)電解質(zhì)技術(shù)以能夠適當(dāng)適應(yīng)電極組成的變化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問題
[0010]因此，為了解決上述問題和尚未解決的其他技術(shù)問題而完成了本發(fā)明。
[0011]作為各種廣泛且細致研究和實驗的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將環(huán)狀碳酸酯和直鏈溶劑的混合物用作非水電解質(zhì)時，將環(huán)狀碳酸酯的量調(diào)節(jié)在預(yù)定范圍內(nèi)，由此包含其的鋰二次電池在高電壓下穩(wěn)定并具有增強的倍率特性，由此完成了本發(fā)明。
[0012]技術(shù)方案
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種鋰二次電池用電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包含非水溶劑和鋰鹽，其中所述非水溶劑包含環(huán)狀碳酸酯和直鏈溶劑，其中基于所述非水溶劑的總重量，所述環(huán)狀碳酸酯在所述非水溶劑中的量為I重量％?30重量％。
[0014]本發(fā)明還提供一種鋰二次電池，其中將包含正極、負極和設(shè)置在正極與負極之間的隔膜的電極組件容納在電池殼中，并對電池殼進行密封。所述鋰二次電池可以包含用于鋰二次電池的電解質(zhì)。
[0015]具體地，鋰二次電池可以包含鋰二次電池用電解質(zhì)，所述鋰二次電池可以包含由下式(I)表示的鋰金屬氧化物作為正極活性材料、由下式(3)表示的鋰金屬氧化物作為負極活性材料和作為非水溶劑的環(huán)狀碳酸酯和直鏈溶劑，其中基于所述非水溶劑的總重量，所述環(huán)狀碳酸酯在所述非水溶劑中的量為I重量％?30重量％。
[0016]通常，在將石墨用作負極活性材料并將包含低粘度直鏈碳酸酯如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)或碳酸二乙酯(DEC)與環(huán)狀碳酸酯的混合溶劑用作電解質(zhì)溶劑的二次電池中，當(dāng)電解質(zhì)包含30重量％以下的環(huán)狀碳酸酯時，在形成負極保護膜(例如固體電解質(zhì)界面(SEI)膜)方面發(fā)生問題，由此壽命特性急劇劣化。另外，當(dāng)使用直鏈酯代替直鏈碳酸酯時，相對于碳酸酯類低粘度溶劑，在負極處發(fā)生過度減少，由此需要使用大量環(huán)狀碳酸酯或使用用于形成負極保護膜的添加劑如碳酸亞乙烯酯(VC)。
[0017]然而，本發(fā)明的發(fā)明人確認，當(dāng)將與上述電解質(zhì)相同的組合物應(yīng)用于將由下式(I)表示的化合物用作正極活性材料并將由下式(3)表示的化合物用作負極活性材料的二次電池時,發(fā)生如下問題。
[0018]首先，當(dāng)將式⑴的化合物用作正極活性材料時，正極相對于鋰在高電壓下運行，由此電解質(zhì)由于碳酸亞乙烯酯(VC)的低氧化電壓而分解，且正極活性材料的組分如過渡金屬、氧等被洗脫，洗脫的組分沉積在負極的表面上，由此電池性能劣化?；蛘撸瑫l(fā)生二次問題，例如由于電解質(zhì)組分如溶劑或鋰鹽的分解而造成電池性能劣化。
[0019]第二，當(dāng)將包含30重量％以上環(huán)狀碳酸酯的電解質(zhì)應(yīng)用于包含下式(3)的化合物作為負極活性材料的鋰二次電池以用于實現(xiàn)高倍率充電/放電時，壽命特性和倍率特性比使用更少量環(huán)狀碳酸酯時更差。
[0020]作為本領(lǐng)域內(nèi)的公知常識，隨著鋰離子傳導(dǎo)率的提高，電池的高倍率充電/放電特性增強。另外，當(dāng)環(huán)狀碳酸酯的量為約30重量％以下如10?20重量％時，能夠確認離子傳導(dǎo)率下降，而在電解質(zhì)包含少量環(huán)狀碳酸酯時倍率特性反而增強。
[0021]由此，本發(fā)明的發(fā)明人重復(fù)進行了細致的研究并發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將下式(3)的化合物用作負極活性材料并使用包含少量環(huán)狀碳酸酯和直鏈溶劑的混合溶劑的電解質(zhì)時，由于電解質(zhì)減少在包含具有高穩(wěn)定性的下式(3)的化合物的負極處，由于高還原電勢而在還原方面不會發(fā)生問題，且壽命特性和倍率特性會增強。另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用高電壓正極活性材料如下式(I)的化合物時，由于表面反應(yīng)造成的正極活性材料組分的洗脫和諸如二氧化碳或一氧化碳的副產(chǎn)物的產(chǎn)生會受到抑制或減少。
[0022]當(dāng)環(huán)狀碳酸酯的量小于I重量％時，離子傳導(dǎo)率的提高，這是環(huán)狀碳酸酯類材料的優(yōu)點，可能不會實現(xiàn)。另一方面，當(dāng)環(huán)狀碳酸酯的量超過30重量％時，直鏈溶劑的量相對小，由此期望的效果即壽命特性的提高和在高電壓正極的表面處的氧化穩(wěn)定性，可能不會實現(xiàn)。
[0023]在一個具體實施方案中，環(huán)狀碳酸酯對直鏈溶劑的重量比可以為10?20:80?90，如 10:90。
[0024]所述環(huán)狀碳酸酯可以為任意環(huán)型碳酸酯。例如，環(huán)狀碳酸酯可以為碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丁酯、碳酸亞乙烯酯或其任意組合，但不限制于此。
[0025]直鏈溶劑沒有特別限制，可以為例如直鏈碳酸酯或直鏈酯。
[0026]例如，直鏈碳酸酯可以為碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)或其任意組合，但不限制于此。
[0027]優(yōu)選地，可以使用DMC和EC的混合物。
[0028]如同實驗例I所確認的，當(dāng)使用DMC和EC的混合物時，與其中使用EMC、DMC和EC的混合物的情況相比，可以獲得優(yōu)異的壽命特性。另外能夠確認，當(dāng)使用EMC和EC的混合物時，與使用DMC和EC的混合物的情況相比，壽命特性劣化。
[0029]所述鋰二次電池可以為鋰離子電池或鋰離子聚合物電池。
[0030]正極或負極可以使用包括如下工藝的制造方法制造。
[0031]電極制造方法包括:通過將粘合劑分散或溶解在溶劑中制備粘合劑溶液；通過將粘合劑溶液、電極活性材料和導(dǎo)電材料混合來制備電極漿料；將電極漿料涂布到集電器上；對電極進行干燥；以及將電極壓縮至均一厚度。
[0032]在某些情況中，電極制造方法還可以包括對輥壓的電極進行干燥。
[0033]粘合劑溶液的制備是通過將粘合劑分散或溶解在溶劑中而制備粘合劑溶液的工藝。
[0034]粘合劑可以是本領(lǐng)域內(nèi)已知的任意粘合劑，特別地，可以選自:氟樹脂、聚烯烴、丁苯橡膠、羧甲基纖維素、貽貝蛋白(多巴胺)、硅烷、乙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基纖維素、聚乙二醇、聚乙烯醇和丙烯?；惞簿畚铩?br> [0035]所述溶劑可以根據(jù)粘合劑的種類任選使用，可以為例如:有機溶劑如異丙醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮等；或水。
[0036]在一個具體實施方案中，通過將PVdF分散或溶解在NMP中可以制備正極用粘合劑溶液。
[0037]可以將電極活性材料和導(dǎo)電材料與粘合劑溶液混合或分散在粘合劑溶液中以制備電極漿料?？梢詫㈦姌O漿料轉(zhuǎn)移到儲罐并進行儲存，直至將電極漿料用于涂布工藝。為了防止電極漿料硬化，可以在儲罐中對電極漿料連續(xù)攪拌。
[0038]電極活性材料的實例包括但不限于:層狀化合物如鋰鈷氧化物(LiCoO2)和鋰鎳氧化物(LiN12)、或被一種或多種過渡金屬置換的化合物；鋰錳氧化物如式Li1+yMn2_y04(其中O < y < 0.33)的化合物、LiMn03、LiMn2O3以及LiMnO2 ;鋰銅氧化物(Li2CuO2) 凡氧化物如LiV308、LiV3O4, V2O5和Cu2V2O7 ;式LiNi1^yMyO2的Ni位點型鋰鎳氧化物，其中M = Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，且0.01彡y彡0.3 ;式LiMn2^yMyO2的鋰錳復(fù)合氧化物，其中M=Co、N1、Fe、Cr、Zn或Ta，且0.01彡y彡0.1，或式Li2Mn3MO8的鋰錳復(fù)合氧化物，其中M=Fe、Co、N1、Cu或Zn ;其中一部分Li原子被堿土金屬離子置換的LiMn2O4 ;二硫化物化合物；Fe2 (MoO4) 3 ；金屬復(fù)合氧化物如LixFe2O3 (其中O彡x彡I)、LixWO2 (其中O彡x彡I)、SnxMe1^xMeJ y0z(其中 Me:Mn、Fe、Pb 或 Ge ;Me’:A1, B，P，Si，I 族、II 族和 III 族元素、或鹵素；0〈x 且1<ζ<8);鋰金屬；鋰合金；娃基合金；錫基合金；金屬氧化物如 SnO> SnO2> PbO、PbO2> Pb203、Pb3O4> Sb2O3> Sb2O4> Sb205、GeO、GeO2> Bi203、Bi2O4 和 Bi2O5 ;導(dǎo)電聚合物如聚乙炔；和L1-Co-Ni基材料。
[0039]在非限制性實施方案中，電極活性材料可以包含由下式I表示的尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰金屬氧化物:
[0040]LixMyMn2_y04_人 (I)
[0041]其中0.9 彡 X 彡 1.2，0〈y〈2，且 O 彡 ζ〈0.2 ；
[0042]M 是選自如下元素中的至少一種元素:Α1、Mg、N1、Co、Fe、Cr、V、T1、Cu、B、Ca、Zn、Zr、Nb、Mo、Sr、Sb、W、Ti 和 Bi ;且
[0043]A為至少一種一價陰離子或二價陰離子。
[0044]A的最大置換量可以小于0.2mol %，特別地，A可以為選自如下中的至少一種陰離子:鹵素如F、Cl、Br和I ；S ;和叱
[0045]由于至少一種陰離子的置換，陰離子與過渡金屬之間的結(jié)合強度提高，并防止式
(I)的化合物的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，由此鋰二次電池的壽命會延長。另一方面，當(dāng)A的置換量太大(t ^ 0.2)時，鋰二次電池的壽命特性因式(I)的化合物不穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)而劣化。
[0046]具體地，式⑴的尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰金屬氧化物可以為由下式(2)表示的鋰金屬氧化物:
[0047]LixNiyMn2^yO4 (2)
[0048]其中0.9 彡 X 彡 1.2，0.4 彡 y 彡 0.5。
[0049]更特別地，鋰金屬氧化物可以為LiNitl.^n1.504或LiNia^n1.604。
[0050]另外，在非限制性實施方案中，電極活性材料可以包括由下式(3)表示的鋰金屬氧化物:
[0051]LiaM’b04_人(3)
[0052]其中Μ’為選自如下元素中的至少一種元素:T1、Sn、Cu、Pb、Sb、Zn、Fe、In、Al和Zr ；
[0053]0.1彡a彡4，0.2彡b彡4，其中a和b根據(jù)M’的氧化數(shù)確定；
[0054]O ( c〈0.2，其中c根據(jù)A的氧化數(shù)確定；且
[0055]A為至少一種一價陰離子或二價陰離子。
[0056]式(3)的鋰金屬氧化物可以由下式⑷表示:
[0057]LiaTibO4 ⑷
[0058]其中0.5彡a彡3，且I彡b彡2.5。
[0059]鋰金屬氧化物的實例包括但不限于和 Li1.HTi1.7104。
[0060]在非限制性實施方案中，鋰金屬氧化物可以為Lih33Tih67O4或LiTi2O415在這點上，Liu3Tk67O4呈尖晶石結(jié)構(gòu)并具有優(yōu)異的可逆性，所述尖晶石結(jié)構(gòu)在充電/放電中晶體結(jié)構(gòu)變化小。
[0061]使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的制造方法如固態(tài)反應(yīng)、水熱法、溶膠-凝膠法等可以制備所述鋰金屬氧化物。省略已知制造方法的詳細說明。
[0062]鋰金屬氧化物可以為二次粒子的形式，在所述二次粒子中一次粒子相互聚集。
[0063]二次粒子的直徑可以為200nm?30 μ m。
[0064]當(dāng)二次粒子的直徑小于200nm時，在負極制造過程期間造成粘附力下降。為了解決該問題，需要使用更大量的粘合劑，在能量密度方面這是不期望的。另一方面，當(dāng)二次粒子的直徑超過30 μ m時，鋰離子的擴散速率緩慢，由此難以實現(xiàn)高產(chǎn)出。
[0065]基于負極活性材料的總重量，鋰金屬氧化物的量可以等于或大于50重量％到等于或小于100重量％。
[0066]導(dǎo)電材料沒有特別限制，只要其具有合適的電導(dǎo)率并在制造的電池中不會造成化學(xué)變化即可。導(dǎo)電材料的實例包括:石墨如天然石墨或人造石墨；炭黑類材料如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、爐黑、燈黑和熱裂法炭黑；導(dǎo)電纖維如碳纖維和金屬纖維；金屬粉末如氟化碳粉末、鋁粉末和鎳粉末；導(dǎo)電晶須如氧化鋅和鈦酸鉀；導(dǎo)電金屬氧化物如二氧化鈦；和聚亞苯基衍生物。
[0067]如果需要，所述電極漿料還可以任選地包含填料等。
[0068]對填料沒有特別限制，只要其為在制造的二次電池中不會造成化學(xué)變化的纖維材料即可。填料的實例包括:烯烴類聚合物如聚乙烯和聚丙烯；以及纖維材料如玻璃纖維和碳纖維。
[0069]將電極漿料涂布在集電器上是通過穿過涂布機頭以預(yù)定圖案將電極漿料涂布在集電器上并涂布至均一厚度的工藝。
[0070]通過將電極漿料施加到集電器并使用刮刀將電極漿料均勻分散在其上，可以將電極漿料涂布在集電器上。通過例如模具鑄造、逗點涂布、絲網(wǎng)印刷等，可以實施涂布工藝。在另一個實施方案中，可以將電極漿料成型在分開的基材上，然后通過壓制或?qū)訅赫掣降郊娖鳌?br> [0071]所述集電器沒有特別限制，只要其在制造的電池中不會造成化學(xué)變化并具有高電導(dǎo)率即可。例如，集電器可以由如下物質(zhì)制成:銅；不銹鋼；招；鎳；鈦；燒結(jié)碳；經(jīng)碳、鎳、鈦、銀等進行表面處理的銅或不銹鋼；或鋁-鎘合金。正極集電器在其表面具有細小的不規(guī)則處，從而提高正極活性材料與正極集電器之間的粘附力，并可以以包括膜、片、箔、網(wǎng)、多孔結(jié)構(gòu)、泡沫和無紡布的多種形式中的任意形式使用所述正極集電器。具體地，正極集電器可以為金屬集電器如Al集電器，且負極集電器可以為金屬集電器如Cu集電器。電極集電器可以為金屬箔如Al箔或Cu箔。
[0072]干燥工藝是將電極漿料中的溶劑和水汽除去以對涂布在集電器上的電極漿料進行干燥的工藝。具體地，在50?200°C下的真空烘箱中實施干燥工藝并持續(xù)一天以下的時間。
[0073]電極制造方法還可以包括在干燥工藝之后的冷卻工藝。通過緩慢冷卻至室溫來實施所述冷卻工藝，從而令人滿意地形成粘合劑的重結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
[0074]為了提高已經(jīng)完成涂布的電極的容量密度并增大集電器與相應(yīng)電極活性材料之間的粘附力，通過穿過兩個高溫加熱的輥之間可以將電極壓制至期望厚度。將該工藝稱作輥壓工藝。
[0075]在穿過兩個高溫加熱的輥之前，可以對電極進行預(yù)熱工藝。預(yù)熱工藝是在穿過輥之間之前對電極進行預(yù)熱以增強電極壓縮效果的工藝。
[0076]可以在50?200°C下的真空烘箱中對完成輥壓的電極進行干燥并持續(xù)一天以下的時間，50?200°C為等于或高于粘合劑的熔點的溫度范圍?？梢詫⑤亯旱碾姌O切割成均一長度，然后干燥。
[0077]在干燥工藝之后，可以實施冷卻工藝。通過緩慢冷卻至室溫來實施所述冷卻工藝，從而令人滿意地形成粘合劑的重結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
[0078]所述隔膜可以為具有高離子透過性和高機械強度的絕緣薄膜。所述隔膜典型地具有0.01?10 μ m的孔徑和5?300 μ m的厚度。
[0079]作為隔膜，可以使用由如下物質(zhì)制成的片或無紡布:烯烴類聚合物如聚丙烯；玻璃纖維或聚乙烯，其具有耐化學(xué)性和疏水性；牛皮紙等?？蓱?yīng)用的商購獲得的隔膜包括賽爾格德(Celgard)型產(chǎn)品(Celgard* 2400和2300:赫斯特-塞拉尼斯公司(HoechestCelanese Corp.))、聚丙烯隔膜(宇部興產(chǎn)株式會社(Ube Industries Ltd.)、頗爾雷諾公司(Pall RAI)的產(chǎn)品)、聚乙烯型隔膜(東燃公司(Tonen)或恩泰克公司(Entek))等。
[0080]在某些情況中，可以將膠凝聚合物電解質(zhì)涂布在隔膜上以增強鋰二次電池的穩(wěn)定性。膠凝聚合物的實例包括聚環(huán)氧乙烷、聚偏二氟乙烯和聚丙烯腈。
[0081]電極組件的實例包括本領(lǐng)域內(nèi)已知的卷型電極組件(或卷繞型電極組件)、堆疊型電極組件和堆疊/折疊電極組件。
[0082]如本文中所使用的，堆疊/折疊電極組件可以理解為包括:通過將單元電池排列在隔膜片上并對所述隔膜片進行折疊或卷繞而制造的堆疊/折疊電極組件，所述單元電池具有其中將隔膜設(shè)置在正極與負極之間的結(jié)構(gòu)。
[0083]另外，電極組件可以包括其中通過熱結(jié)合對具有設(shè)置在隔膜之間的正極和負極中的任意一個的結(jié)構(gòu)以堆疊狀態(tài)進行層壓的電極組件。
[0084]所述鋰鹽是易溶于非水電解質(zhì)中的材料，其實例包括LiCl、LiBr, Lil、LiClO4,LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6, LiCF3SO3' LiCF3CO2' LiAsF6, LiSbF6' LiAlCl4, CH3SO3Li' CF3SO3Li'LiSCN、LiC(CF3SO2) 3、(CF3SO2)2NL1、氯硼烷鋰、低級脂族羧酸鋰、四苯基硼酸鋰和酰亞胺。
[0085]另外，為了提高充/放電特性和阻燃性，例如，可以向電解質(zhì)中添加吡啶、亞磷酸三乙酯、三乙醇胺、環(huán)醚、乙二胺、正甘醇二甲醚、六磷酰三胺(hexaphosphoric triamide)、硝基苯衍生物、硫、醌亞胺染料、N-取代的嗯唑烷酮、N，N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、銨鹽、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化鋁等。在某些情況中，為了賦予不燃性，所述電解質(zhì)還可包含含鹵素的溶劑如四氯化碳和三氟乙烯。此外，為了提高高溫儲存特性，所述電解質(zhì)可另外包含二氧化碳氣體、氟代碳酸亞乙酯(FEC)、丙烯磺酸內(nèi)酯(PRS)、氟代碳酸亞丙酯(FPC)
坐寸ο
[0086]根據(jù)本發(fā)明的鋰二次電池可以用于用作小型裝置的電源的電池單元中，并還適合用作包含多個電池單元的中型和大型電池模塊的單元電池。
[0087]本發(fā)明還提供一種包含所述電池模塊作為中型和大型裝置的電源的電池組。所述中型和大型裝置的實例包括但不限于:電動車輛(EV)、混合電動車輛(HEV)、插電式混合電動車輛(PHEV)以及用于儲存電力的設(shè)備。
[0088]電池模塊和電池組的結(jié)構(gòu)和制造方法在本領(lǐng)域內(nèi)是已知的，由此省略其詳細說明。

【具體實施方式】
[0089]現(xiàn)在，將參考如下實例對本發(fā)明進行更詳細地說明。提供這些實例僅用于說明本發(fā)明且不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍和主旨。
[0090]〈實施例和比較例〉
[0091]將固體與作為溶劑的NMP混合以制備正極漿料，所述固體以90:5:5的重量比包含Li (Nia5Mn1JO4(得自巴斯夫公司(BASF)):Super P(得自特密高公司(Timcal)):PVdF(SolefS 6020)。將正極漿料涂布在具有20 μ m厚度的Al箔上以制造具有1.0mAh/cm2裝載量的正極。
[0092]單獨地，將固體與作為溶劑的NMP混合以制備負極漿料，所述固體以90:5:5的重量比包含Lih33Tih67O4(得自浦項制鐵公司(Posco ESM) ；T30):Super P(得自特密高公司)=PVdF(SolefS) 6020)。將負極漿料涂布在具有20 μ m厚度的Al箔上以制造具有
1.0mAh/cm2裝載量的負極。
[0093]制造了電池單元，所述電池單元各自包含正極、負極和作為隔膜的聚乙烯膜(Celgard,厚度:20 μ m),并包含具有下表1中所示組成的電解質(zhì)。
[0094]〈表1>
[0095]

【權(quán)利要求】
1.一種二次電池用電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包含非水溶劑和鋰鹽，其中所述非水溶劑包含環(huán)狀碳酸酯和直鏈溶劑，其中基于所述非水溶劑的總重量，所述環(huán)狀碳酸酯在所述非水溶劑中的量為I重量％?30重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電解質(zhì)，其中所述直鏈溶劑為直鏈碳酸酯或直鏈酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電解質(zhì)，其中所述直鏈碳酸酯是選自如下物質(zhì)中的一種:碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)及它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電解質(zhì)，其中所述直鏈碳酸酯是DMC。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電解質(zhì)，其中所述環(huán)狀碳酸酯是選自如下物質(zhì)中的一種:碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸亞乙烯酯(VC)及它們的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電解質(zhì)，其中所述環(huán)狀碳酸酯是EC。
7.—種鋰二次電池,所述鋰二次電池包含權(quán)利要求1?6中任一項的電解質(zhì)和電極組件，所述電極組件包含正極、負極和設(shè)置在所述正極與所述負極之間的聚合物膜，所述電極組件容納在電池殼中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的鋰二次電池，其中所述正極包含由下式(I)表示的尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰金屬氧化物:
LixMyMn2_y04_zAz (I)
其中 0.9 彡 X 彡 1.2，0〈y〈2，且 O 彡 ζ〈0.2 ； M是選自如下元素中的至少一種元素:Α1、Mg、N1、Co、Fe、Cr、V、T1、Cu、B、Ca、Zn、Zr、Nb、Mo、Sr、Sb、W、Ti 和 Bi ;且 A為至少一種一價陰離子或二價陰離子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的鋰二次電池，其中式(I)的所述鋰金屬氧化物由下式(2)表示: LixNiyMn2_y04 (2) 其中0.9彡X彡1.2,0.4彡y彡0.5。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的鋰二次電池，其中所述鋰金屬氧化物為LiNia5Mnh5O4或LiNi0.604。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的鋰二次電池，其中所述負極包含由下式(3)表示的鋰金屬氧化物:
LiaM，b04_cAc (3) 其中Μ，為選自如下元素中的至少一種元素:T1、Sn、Cu、Pb、Sb、Zn、Fe、In,Al和Zr ； 0.1彡a彡4，0.2彡b彡4，其中根據(jù)M’的氧化數(shù)確定a和b ; O ( c〈0.2，其中根據(jù)A的氧化數(shù)確定c ;且 A為至少一種一價陰離子或二價陰離子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的鋰二次電池，其中式(3)的所述鋰金屬氧化物由下式(4)表示: LiaTibO4 ⑷ 其中0.5彡a彡3，且I彡b彡2.5。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的鋰二次電池，其中所述鋰金屬氧化物為Li1.Jih67O4或LiTi204。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的鋰二次電池，其中所述鋰二次電池為鋰離子電池。
15.根據(jù)權(quán)利要求7的鋰二次電池，其中所述鋰二次電池為鋰離子聚合物電池。
16.根據(jù)權(quán)利要求7的鋰二次電池，其中所述鋰二次電池在3C下的200個充電/放電循環(huán)之后具有90%以上的各量保持率。
【文檔編號】H01M10/052GK104205469SQ201380016462
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月20日
【發(fā)明者】全鐘昊, 金庾錫, 梁斗景, 金瑟琪 申請人:株式會社Lg化學(xué)