[发明专利]锂二次电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年3月13日向韩国知识产权局提交的第10-2012-0025757号韩国专利申请的权益，该申请通过引用全部合并于此。

技术领域

本发明涉及一种锂二次电池。

背景技术

锂二次电池使用能够嵌入或解嵌锂离子的锂金属氧化物作为正极活性物质，并使用锂金属、锂合金、(结晶的或无定形的)碳或碳复合物作为负极活性物质。通过将活性物质以合适的厚度和长度涂布于集流体上，或通过将活性物质本身涂布为薄膜形状，从而形成正极板或负极板。将绝缘的隔板放置于正极板和负极板之间，并卷在一起或堆叠以形成电极集电体。将该电极集电体放入罐中或与其类似的容器中，之后通过注入其中在有机溶剂中溶有锂盐的电解液制备锂二次电池。

锂二次电池的平均放电电压为3.6V至3.7V，且可以获得比其他碱性电池、Ni-MH电池或Ni-Cd电池高的电功率。然而，为了获得前述的高驱动电压，需要在0V至4.2V的充电和放电电压下电化学稳定的电解液。基于这个原因，采用了非水性的电解液，其中向例如碳酸乙二酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的非水性碳酸酯类溶剂中加入作为锂离子源的例如LiPF₆、LiBF₄和LiClO₄的锂盐。然而，非水性电解液具有比用于Ni-MH电池或Ni-Cd电池中所用的水性电解液显著更低的离子导电性，因此，可在高速充电和放电过程中损害电池特性。

发明内容

本发明的一方面提供了一种在2V的平均电压下具有高稳定性和高能量密度的锂二次电池。

根据至少一个实施方式，锂二次电池包含正极、负极、置于所述正极和所述负极之间的隔板，以及电解液，其中所述正极包含选自由LiFe_xM_yPO₄、Li₂Fe_xM_yP₂O₇、Li₃Fe_xM_y(PO₄)₃和LiFe_xM_yO₂组成的组中并涂布于集流体的至少一个表面上的一种或多种正极活性物质，其中M为选自由钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)、铝(Al)、锡(Sn)和锑(Sb)组成的组中的至少一种或多种元素，0<x≤1且0≤y<1，所述负极包含选自由Li₄(Ti_pQ_q)₅O₁₂和Li₂(Ti_pQ_q)₃O₇组成的组中并涂布于集流体的至少一个表面上的一种或多种负极活性物质，其中Q为选自由Co、Ni、Mn、Al、Sn和Sb组成的组中的至少一种或多种元素，0<p≤1且0≤q<1，且所述电解液包含含有锂(Li)离子的水溶液。

所述正极活性物质可以涂布有一种或多种选自由Co、Ni、Cu(铜)和氧化钴组成的组中的导电剂。

所述负极活性物质可以涂布有一种或多种选自由Co、Ni、Cu和氧化钴组成的组中的导电剂。

所述集流体可以具有网状。

所述集流体包含Al，例如Al箔。

所述集流体可以包含在其上一部分形成的具有约0.1mm至约0.6mm的直径的多个孔，在所述孔中形成所述正极活性物质或负极活性物质。

所述正极的厚度可以为约0.1mm至约3.0mm。

所述负极的厚度可以为约0.1mm至约3.0mm。

所述电解液可以包含LiOH。

所述电解液可以进一步包含KOH或NaOH。

所述电解液可以具有约1mol/L至约6mol/L的LiOH浓度。

所述隔板可以为无纺布，或表面经过处理的聚烯烃类材料，所述处理选自由等离子处理、电晕放电处理、磺化处理和丙烯酸工艺处理组成的组中的一种。

具体实施方式

2012年3月13日向韩国知识产权局提交，且题为“锂二次电池”的韩国专利申请第10-2012-0025757号通过引用全部合并于此。

以下将更详细地叙述本发明。