[发明专利]锂二次电池

说明书

提供了锂二次电池，包括：正电极，该正电极包括正电极集电器和在正电极集电器上的正极活性物质层；负电极，该负电极包括负极活性物质；以及电解液，该电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，正极活性物质层包括正极活性物质和碳纳米管，碳纳米管的平均长度大于或等于1μm并且小于200μm，基于正极活性物质层的总重，包括的碳纳米管的量大于或等于0.5wt％并且小于4wt％，并且添加剂包括由化学式1表示的磷酸酯类化合物。化学式1的细节如在说明书中描述。

技术领域

本公开涉及锂二次电池。

背景技术

锂二次电池可被再充电，并且每单位重量的高能量密度为常规铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和镍锌电池等的三倍或更多倍。锂二次电池也可在高倍率下充电，并且因此在商业上被制造用于膝上型计算机、蜂窝电话、电动工具和电动自行车等，并且已经积极地进行了有关改善另外能量密度的研究。

尤其，随着IT装置越来越多地实现高性能而需要高容量电池，但是高容量可通过扩大电压范围、增加能量密度来实现，但是由于电解液在高电压范围内的氧化而造成了使正电极的性能劣化的问题。

例如，最常用作电解液的锂盐的LiPF₆与电解质溶剂反应而促使溶剂的消耗并且生成大量的气体。LiPF₆分解并且生成分解产物，比如HF和PF₅等，造成电解质消耗并且导致高温下的性能劣化和安全性不足。

电解液的分解产物在电极表面上沉积成膜，而增加了电池的内阻，并且最终造成使电池性能劣化和使循环寿命缩短的问题。尤其，在反应速率变得更快的高温下，进一步加速了该副反应，并且由于副反应产生的气体组分可使电池的内压快速地增加，并且因此对电池的稳定性具有致命的不利影响。

在高电压范围内，大大加速了电解液的氧化，并且因此已知在长期充电和放电过程期间极大地增加了电极的电阻。

相应地，需要在高电压和高温条件下适用的电解液。

发明内容

技术问题

实施方式提供了锂二次电池，其通过防止过度充电期间突然发热以改善过度充电稳定性并且同时改善正电极在电解液中的浸渍特性而具有改善的初始电阻和高温存储特性。

技术方案

本发明的实施方式提供了锂二次电池，包括：正电极，该正电极包括正电极集电器和在正电极集电器上的正极活性物质层；负电极，该负电极包括负极活性物质；以及电解液，该电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，

其中正极活性物质层包括正极活性物质和碳纳米管，碳纳米管的平均长度大于或等于1μm并且小于200μm，基于正极活性物质层的总重，包括的碳纳米管的量大于或等于0.5wt％并且小于4wt％，并且

添加剂包括由化学式1表示的磷酸酯类化合物。

[化学式1]

在化学式1中，

Ar¹至Ar ³各自独立地为取代的或未取代的C6至C20芳基。

碳纳米管的平均长度可为50μm至150μm。

基于正极活性物质层的总重，包括的碳纳米管的量可为0.5wt％至3wt％。

基于电解液的总重，包括的由化学式1表示的磷酸酯类化合物的量可大于或等于0.1wt％并且小于3wt％。

由化学式1表示的磷酸酯类化合物可为磷酸三苯酯(TPP)。

正极活性物质可为至少一种类型的由化学式3表示的锂复合氧化物。

[化学式3]