[发明专利]用于锂离子二次电池的正极和包括正极的锂离子二次电池

说明书

技术领域

实施例涉及一种用于锂离子二次电池的正极和一种包括所述正极的锂离子二次电池，更具体地讲，涉及一种顺序地包括正极集流体、正极活性材料层和锂离子导电层的用于锂离子二次电池的正极和一种包括所述正极的锂离子二次电池。

背景技术

随着锂离子二次电池的应用范围从小型电子装置扩展到电动车辆和储能器，对具有高安全性、长寿命、高能量密度和高功率特性的用于二次电池的正极材料的需求已经增加。

在用作锂离子二次电池的正极材料的正极活性材料中，因为尖晶石型锂锰氧化物不包括诸如钴的有害重金属，所以尖晶石型锂锰氧化物是对环境友好且非常安全的正极活性材料，因此，在电动车辆和储能器中使用尖晶石型锂锰氧化物。然而，因为在尖晶石型锂锰氧化物中会发生由于在高温下锰离子的脱嵌导致的电解质的分解反应，所以尖晶石型锂锰氧化物的寿命会随着在高温下长期使用而快速地缩短。

因此，需要一种用于制备通过防止用作正极活性材料的锂金属氧化物和电解质之间的接触而在高温下稳定的且能够在延长的时间段内使用的锂金属氧化物正极和电池的技术。

发明内容

本发明的一方面提供了一种用于锂离子二次电池的正极和一种包括所述正极的锂离子二次电池，所述正极能够通过引入能够防止正极活性材料和电解质之间的界面接触并提高锂离子的迁移率的固体锂离子导电层来防止正极活性材料和电解质之间的副反应并创新性地提高电池在高温下的寿命。

根据至少一个实施例，一种用于锂离子二次电池的正极顺序地包括：正极集流体；正极活性材料层，用于嵌入和脱嵌锂离子；以及锂离子导电层。

所述锂离子导电层可以包括从由硫化物、氧化物和磷酸盐组成的组中选择的一种或多种。所述硫化物可以包括从由Li₂S-P₂S₅-Li₄SiO₄、Li₂S-Ga₂S₃-GeS₂和Li_3.25-Ge_0.25-P_0.75S₄组成的组中选择的一种或多种。所述氧化物可以包括从由(La，Li)TiO₃、Li₃BO_2.5N_0.5和Li₉SiAlO₈组成的组中选择的一种或多种。所述磷酸盐可以包括从由Li_1+xAl_xGe_2-x(PO₄)₃(0＜x＜1)、LiTi_xZr₂(PO₄)₃(0＜x＜1)、LiAlZr(PO₄)₃、Li_1+xTi_2-xAl_xSi_yGe_2-x(PO₄)_3-y(0＜x＜1，0＜y＜1)和Li_0.8La_0.6Zr₂(PO₄)₃组成的组中选择的一种或多种。

所述锂离子导电层可以是具有添加在其中的溶于聚环氧乙烷(PEO)中的锂盐的聚合物层。

所述锂离子导电层的厚度可以在100nm至1μm的范围内。

所述正极活性材料层可以包括从由LiMn₂O₄、LiM_xMn_2-xO₄(其中，M是从由镍(Ni)、锆(Zr)、钴(Co)、镁(Mg)、钼(Mo)、铝(Al)和银(Ag)组成的组中选择的一种或多种，且0＜x＜2)和LiM_xMn_2-xO_4-zF_z(其中，M是从由Ni、Zr、Co、Mg、Mo、Al和Ag组成的组中选择的一种或多种，且0＜x＜2，0＜z＜4)组成的组中选择的一种或多种。

根据另一实施例，一种锂离子二次电池包括本公开的正极、电解质和负极。

附图说明