[发明专利]可再充电锂电池、电极组合物和电解质组合物

说明书

技术领域

本公开涉及一种可再充电锂电池。

背景技术

近来，便携式电子设备（例如，蜂窝电话、膝上型电脑、平板PC等）正在变得更小且更轻，增加了作为电源的具有高容量的电池的需求。响应于此需求，利用非水电解质并在正极和负极之间传输锂离子的非水电解质可再充电锂电池已经被广泛地用作具有高功率和高能量密度的可再充电电池。作为正极活性物质，非水电解质可再充电锂电池使用能够嵌入锂离子的氧化物，例如由锂和过渡元素形成的能够嵌入锂离子的氧化物，例如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNi_1-xCo_xO₂（0<x<1）等。作为负极活性物质，非水电解质可再充电锂电池可以包括用于嵌入/脱嵌锂的人造或天然石墨、诸如硬碳的碳基材料或者能够与锂合金化的材料（例如，Si、Sn等）等。然而，用于播放运动画面、游戏等的便携式电子设备的使用正在增加，并且设备在用于这些任务时趋于消耗更多的电。因此，便携式电子设备需要具有高容量的电池作为电源。非水电解质可再充电锂电池可以通过如下方法来实现高容量：1）增加活性物质的容量；2）增大充电电压；3）增加活性物质的装载量（charge amount），因此增大充电密度；等等。然而，这些方法具有某些挑战，例如，增大活性物质的充电电压的方法使电解质分解。具体地讲，当活性物质在高温下存放，或持续充电时，电解质可能被分解并产生气体，因而使电池膨胀或增大电池的内压。因此，已经通过使用添加剂来提高闪点且延迟起火并减小厚度变化从而改善热冲击耐久性而持续进行了用于确保电池的安全性的尝试。

发明内容

一个实施例提供了一种具有改善的热冲击耐久性的可再充电锂电池。另一实施例提供了一种制造具有改善的热冲击耐久性的可再充电锂电池的方法。在一个实施例中，一种可再充电锂电池包括由下面的化学式1表示的化合物：

化学式1

在化学式1中，k、l和m中的每个独立地为0至20的整数，且选择k、l和m，使得化学式1的化合物具有不对称结构。如这里使用的，术语“不对称结构”是指化学式1的化合物关于中心碳原子（即，在化学式1的通式中示出的中心碳原子）是不对称的。在一些实施例中，k、l和m彼此不同。在化学式1中，n为1至7的整数。例如，在化学式1中，n可以为1至5，k、l和m可以均彼此不同，并可以均独立地为0至10的整数。在另一示例中，在化学式1中，n可以为1至3，k、l和m可以均彼此不同，并可以均独立地为0至7的整数。在又一示例中，在化学式1中，n可以为1或2，k可以为0，l和m可以彼此不同，并可以独立地为1至5的整数。在再一示例中，在化学式1中，n可以为1，k可以为0，l可以为2，m可以为3。在示例性实施例中，由化学式1表示的化合物可以为HTCN（己烷三氰化物，Hexane Tri-Cyanide）。例如，由化学式1表示的化合物可以为1,3,6-己烷三氰化物（1,3,6-三氰基己烷；1,3,6-HTCN）或1,2,6-己烷三氰化物（1,2,6-三氰基己烷；1,2,6-HTCN）。

由化学式1表示的化合物可以包括在用于可再充电锂电池的正极中。由化学式1表示的化合物可以包括在用于可再充电锂电池的电解质中。由化学式1表示的化合物可以包括在用于可再充电锂电池的负极中。基于正极、负极或电解质的总重量，由化学式1表示的化合物可以以0.1%至50%（例如，0.1%至10%）的量分别包括在正极、负极或电解质中。

在另一实施例中，一种用于可再充电锂电池的电极组合物包括由化学式1表示的化合物。该组合物可以是用于可再充电锂电池的正极或负极组合物。在又一实施例中，一种用于可再充电锂电池的电解质组合物包括由化学式1表示的化合物。在再一实施例中，一种制造可再充电锂电池的方法包括制备用于可再充电锂电池的电极组合物和将该电极组合物施加在电极集流体上。因此，在本发明的一个实施例中，一种可再充电锂电池具有提高的热冲击耐久性，因此具有改善的安全性。

附图说明

通过参考在结合附图考虑时的以下详细描述，将更好地理解本发明，在附图中：

图1是根据一个实施例的可再充电锂电池的分解透视图；

图2是根据另一实施例的可再充电锂电池的剖视图；

图3是示出SN（丁二腈）、AN（己二腈）和1,3,6-HTCN（己烷三氰化物）分别结合在电极活性物质的表面上的示意图；