CN102610789B - 用于锂可充电电池的电极和包括该电极的锂可充电电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于锂可充电电池的电极和一种包括该电极的锂可充电电池，所述电极包括电极活性材料、导电剂和基于聚氨酯的化合物，并且所述电极具有平均直径为约2nm至约20nm的孔。

Description

用于锂可充电电池的电极和包括该电极的锂可充电电池
本申请要求于2011年1月20日提交到美国专利商标局的第61/434,775号美国临时申请和于2011年9月24日提交到美国专利商标局的第13/244,245号美国专利申请的优先权和权益，上述申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明的一个或多个实施例涉及用于锂二次电池的电极和包括该电极的锂二次电池。
背景技术
近来，锂二次电池正被用作用于便携式紧凑型电子装置的电源。因为锂二次电池使用有机电解质，所以锂二次电池具有高能量密度，因此，锂二次电池的放电电压是使用传统的碱水电解质溶液的电池的放电电压的至少两倍高。
在锂二次电池中，在负极和正极中使用能够嵌入和脱嵌锂离子的材料，有机电解液或聚合物电解液填充正极和负极之间的空间。当锂离子嵌入和脱嵌时，分别发生氧化反应和还原反应，并且由于氧化反应和还原反应，所以产生电能。
为了制备用于锂二次电池的正极，将正极活性材料、导电剂、粘合剂和溶剂混合并分散以制备浆料，然后在集流体上涂覆浆料并干燥浆料。
粘合剂可以是聚偏1，1-二氟乙烯等。然而，当使用传统的粘合剂时，集流体和活性材料之间的结合力、浆料相对于集流体的可操作性以及得到的电池的性能不能令人满意。
发明内容
根据本发明的一个或多个实施例，一种用于锂二次电池的电极具有改善的高倍率特性、寿命特性和/或内阻特性。
根据其他实施例，一种锂二次电池包括该电极。
根据本发明的一个或多个实施例，一种用于锂二次电池的电极包括电极活性材料、导电剂和基于聚氨酯的化合物，该电极具有平均直径约2nm至约20nm的孔。
根据本发明的一个或多个实施例，一种锂二次电池包括该电极。
由于活性材料层中的孔的平均直径小，所以根据本发明的一个或多个实施例的用于锂二次电池的电极具有良好的高倍率特性、良好的内阻特性和良好的寿命特性。
附图说明
图1是根据本发明实施例的锂二次电池的剖面透视图。
图2是将根据示例1至示例3和对比示例1制备的用于形成正极活性材料层的组合物的粘度分析结果进行比较的曲线图。
图3是将根据示例1至示例3和对比示例1制造的锂二次电池的高倍率放电特性进行比较的曲线图。
图4是将根据示例1至示例3和对比示例1制造的锂二次电池的内阻特性进行比较的曲线图。
图5是将根据示例1至示例3和对比示例1制造的锂二次电池的寿命特性进行比较的曲线图。
具体实施方式
根据本发明实施例的用于锂二次电池的电极包括电极活性材料、导电剂、粘合剂和电化学稳定的基于聚氨酯的化合物。
基于聚氨酯的化合物是基于二异氰酸酯的化合物和多元醇的聚合产物。如果当形成电极活性材料层时采用基于聚氨酯的化合物，则活性材料层的组分(例如，导电剂)很好地分散，因此可以适当地控制用于形成电极活性材料层的组合物的粘度。因此，可以容易地将用于形成电极活性材料层的组合物涂覆在集流体上。另外，使用基于聚氨酯的化合物制造的电极和电池可以具有高稳定性和良好的寿命特性。基于二异氰酸酯的化合物可以是基于脂肪族二异氰酸酯的化合物、基于脂环族二异氰酸酯的化合物或者基于芳香族二异氰酸酯的化合物。
基于脂肪族二异氰酸酯的化合物的非限制性示例包括用下式表示的化合物：
O＝C＝N-R1-N＝C＝O
其中，R1是取代的或未取代的直链C2-12脂肪族烃基或者取代的或未取代的支链C2-12脂肪族烃基。例如，R1是取代的或未取代的C4-8脂肪族烃基，例如六亚甲基。
基于脂肪族二异氰酸酯的化合物可选自于由C2-C12亚烷基二异氰酸酯组成的组。
基于脂环族二异氰酸酯的化合物的非限制性示例包括用下式表示的化合物：
O＝C＝N-R2-N＝C＝O
其中，R2是取代的或未取代的具有5到20个碳原子的脂环族烃基；
对于取代的直链脂肪族烃基、取代的支链脂肪族烃基和取代的脂环族烃基，各烃基中的至少一个氢原子可以被从由下述基团组成的组中选择的一个或多个基团取代：卤素原子；取代有卤素原子的C1-C20烷基，例如-CF3、-CHF2、-CH2F或-CCl3基团；C1-C20烷氧基；C2-C20烷氧基烷基；羟基；硝基；氰基；氨基；脒基；肼基；腙基；羧基或其盐；磺酰基；氨磺酰基；磺酸基或其盐；磷酸基或其盐；C1-C20烷基；C2-C20烯基；C2-C20炔基；C1-C20杂烷基；C6-C20芳基；C7-C20芳烷基；C1-C20杂芳基；C2-C20杂芳烷基；C1-C20杂芳氧基；或者C2-C20杂芳氧基烷基。
1个与5个之间(例如，1个与3个之间)的氢原子被上述基团取代。取代基选自于由下述基团组成的组：卤素原子；取代有卤素原子的C1-C20烷基，例如-CF3、-CHF2、-CH2F或者-CCl3基团；C1-C20烷氧基；羟基；羧基或其盐；C1-C20烷基；C6-C20芳基；以及C6-C20杂芳基。
基于脂环族二异氰酸酯的化合物的示例包括用下式表示的化合物：
基于芳香族二异氰酸酯的化合物的非限制性示例包括用下式表示的化合物：
至少一个多元醇具有1个与10个之间的碳原子和2个与6个之间的羟基，例如，1个与6个之间的碳原子和2个与4个之间的羟基。在本发明的实施例中，多元醇可以是C2-5二醇、三醇或四醇，例如，C2-4二醇。
可以如下制备基于聚氨酯的化合物：混合基于二异氰酸酯的化合物、多元醇化合物和溶剂，以制备聚氨酯预聚物，然后使聚氨酯预聚物聚合，以生成基于聚氨酯的化合物。
例如，使包括基于二异氰酸酯的化合物、多元醇化合物和溶剂的混合物在-10℃至25℃的温度进行缩聚反应，以生成相应的聚氨酯预聚物。在这个温度范围内，缩聚反应的产率高。
然后，将催化剂加入到聚氨酯预聚物中，然后在80℃至130℃的温度进行热处理，以进行聚合反应，由此生成基于聚氨酯的化合物。如果聚合温度在这个范围内，则基于聚氨酯的化合物的产率高。
催化剂可以是二月桂酸二丁基锡或1，4-二氮杂二环[2，2，2]-辛烷。基于1mol的基于二异氰酸酯的化合物，催化剂的量可以为约10-5mol至约10-2mol，例如，约10-4mol至约10-2mol。如果催化剂的量在这些范围内，则聚合反应的反应性高。
溶剂可以是二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺。基于100重量份的基于二异氰酸酯的化合物，溶剂的量可以为约80重量份至约120重量份。
根据本发明实施例的基于聚氨酯的化合物可以具有约5000g/mol至约20000g/mol的重均分子量，并且可以是例如用下面的式1或式2表示的化合物：
式1
在式1中，x是1至100的整数，y是1至100的整数，z是1至100的整数。
式2
在式2中，x是1至100的整数，z是1至100的整数。
例如，在一些实施例中，在式1中，x是30，y是15，z是10，在式2中，x是20，z是10。
在电极中，基于100重量份的导电剂，基于聚氨酯的化合物的量可以为约10重量份至约50重量份，例如约10重量份至约30重量份。如果基于聚氨酯的化合物的量在这些范围内，则可以减小用于形成电极活性材料层的组合物的粘度，并可以增加电极活性材料层中的固体含量，从而得到具有良好的容量特性的电极(使用基于聚氨酯的化合物)。
包括基于聚氨酯的化合物的用于形成电极活性材料层的组合物的粘度可以根据导电剂、粘合剂、溶剂等的种类或量而不同。根据本发明的实施例，用于形成电极活性材料层的组合物的粘度可以为约6Pa·s至约14Pa·s，例如，约6.46Pa·s至约13.91Pa·s。
用于形成电极活性材料层的组合物可以是例如用于形成正极活性材料层的组合物。基于100重量份的正极活性材料，基于聚氨酯的化合物的量可以为约0.1重量份至约5重量份。如果基于聚氨酯的化合物的量在这个范围内，则导电剂可以均匀地分散在电极内，因此，可以适当地控制用于形成活性材料层的组合物的粘度，以得到具有高容量的电极(使用该组合物)。
导电剂可以是在电池中不引起化学变化的任何导电材料。导电剂的非限制性示例包括石墨(例如，天然石墨或人造石墨)、碳质材料(例如，碳黑、乙炔黑、科琴黑、槽法碳黑、炉黑或灯黑)、导电纤维(例如，碳质纤维或金属纤维)、金属粉(例如，铝粉或镍粉)、导电晶须(例如，氧化锌或钛酸钾)、导电金属氧化物(例如，氧化钛)、氟化碳粉以及导电聚合物(例如，聚亚苯基衍生物)。
基于100重量份的正极活性材料，导电剂的量可以为约1重量份至10重量份。如果导电剂的量在这个范围内，则用该导电剂制造的电极可以具有良好的导电性。
正极活性材料可以不受具体限制，并且可以是例如用下面的式3表示的基于磷酸锂金属的化合物：
式3
LiMPO4
在式3中，M是从Fe、Ti、V、Cr、Co、Ni和它们的组合中选择的金属。
另外，可以在基于磷酸锂金属的化合物的表面上形成包括从碳质材料、金属氮氧化物、金属氮化物和它们的混合物中选择的至少一种材料的包覆层。如果如上所述地形成包覆层，则由于包括高导电的碳、金属氮氧化物和/或金属氮化物，所以可以提高电池的电容量，可以减少导电剂的量，并可以提高电池的电极密度和高倍率放电特性。
金属氮氧化物可以用下面的式4表示：
式4
MOxNy
在式4中，0＜x＜2，0＜y＜1，M选自于Ti、V、Mo和Ta(例如，Ti、V或Mo)。
金属氮化物可以用式5表示：
式5
MNz
在式5中，0＜z≤1，M选自于Ti、V、Mo和Ta(例如，Ti、V或Mo)。
根据本发明的实施例，为了提高导电率，可以用碳包覆基于磷酸锂金属的化合物。可以通过对包括基于磷酸锂金属的化合物的前体和碳前体的混合物进行热处理来获得碳包覆的基于磷酸锂金属的化合物。通常，碳前体可以是烃化合物。然而，碳前体可以是通过碳化而转变成碳且可获得的任何材料。基于正极活性材料的总重量，包覆的碳的量可以为约0.1wt％至约10wt％。然而，包覆的碳的量可以根据期望的目的而不同。
用于锂二次电池的正极活性材料还可以包括锂过渡金属氧化物，例如传统上在锂二次电池中使用的锂过渡金属氧化物。例如，锂过渡金属氧化物活性材料可以包括从LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4、Li(NiaCobMnc)O2(0＜a＜1，0＜b＜1，0＜c＜1，a+b+c＝1)、LiNi1-YCoYO2、LiCo1-YMnYO2、LiNi1-YMnYO2(0≤Y＜1)、LiMn2-ZNiZO4和LiMn2-ZCoZO4(0＜Z＜2)中选择的至少一种。
根据本发明的实施例，锂过渡金属氧化物可以为例如LiCoO2。
基于总重量为100重量份的正极活性材料，锂过渡金属氧化物的量可以为约0.1重量份至约90重量份。如果锂过渡金属氧化物的量在这个范围内，则正极活性材料具有良好的容量特性。
粘合剂是增强活性材料与导电剂或集流体的结合的组分，且基于总重量为100重量份的正极活性材料，粘合剂的量可以为约1重量份至约10重量份。如果粘合剂的量在这个范围内，则活性材料层和集流体之间的结合力可以为高的。
粘合剂的非限制性示例包括聚偏1，1-二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶以及具有从羧基、环氧基、羟基和羰基中选择的至少一种官能团的聚偏1，1-二氟乙烯。
根据本发明的实施例，粘合剂包括上面描述的传统粘合剂(在下文中称为“第一粘合剂”)和具有官能团的聚偏1，1-二氟乙烯(在下文中称为“第二粘合剂”)。
基于总重量为100重量份的粘合剂，第二粘合剂的量可以为约2重量份至约40重量份，例如约3重量份至约10重量份。如果第二粘合剂的量在这个范围内，则可以进一步增强活性材料相对于集流体的结合力，并且使用该粘合剂制造的电极和电池可以具有长寿命和良好的稳定性。
第一粘合剂可以是例如聚偏1，1-二氟乙烯。
官能团可以包括从羧基、环氧基、羟基和羰基中选择的至少一种。在具有官能团的聚偏1，1-二氟乙烯中，官能团的量可以为约1×10-5mol/g至约5×10-4mol/g。
根据本发明的实施例，具有官能团的聚偏1，1-二氟乙烯可以是取代有羧基的聚偏1，1-二氟乙烯。
包括羧基的聚偏1，1-二氟乙烯可以是例如通过用于形成聚偏1，1-二氟乙烯的第一单体与从不饱和一价酸、不饱和二价酸和它们的烷基酯中选择的第二单体共聚而制备的含羧基聚偏1，1-二氟乙烯。
基于100重量份的第一单体，第二单体的量为约0.1重量份至约3重量份。
不饱和一价酸的一个非限制性示例是丙烯酸，不饱和二价酸的一个非限制性示例是顺丁烯二酸。
含羧基聚偏1，1-二氟乙烯可以是由KurehaCorp制造且可从其购得的KF9300。
在含羧基(COOH)聚偏1，1-二氟乙烯中，羰基(C＝O)的量可以为例如约1×10-5mol/g至约5×10-4mol/g。在这种情况下，可以使用在Takahashi的第5,415,958号美国专利(第8栏第16-34行)中公开的测量羰基的量的方法来测量该官能团的量，该美国专利的全部内容通过引用包含于此。
在下文中，将描述根据本发明实施例的锂二次电池的制造方法。锂二次电池包括例如正极、负极、含锂盐的非水电解质和分隔件。
首先，混合正极活性材料、导电剂、粘合剂、基于聚氨酯的化合物和溶剂，以制备用于形成正极活性材料层的组合物，并在集流体上涂覆该混合物并干燥该混合物，以制造正极。
溶剂的一个非限制性示例是N-甲基吡咯烷酮。基于100重量份的正极活性材料，溶剂的量可以为约1重量份至约500重量份。如果溶剂的量在这个范围内，则可以容易地形成正极活性材料层。
用来形成正极的集流体可以具有约3μm至约500μm的厚度，并可以使用在电池中不引起化学变化且具有高导电率的任何材料形成。可以由不锈钢、铝、镍、钛、银或热处理过的碳形成集流体。可选地，集流体可以是用碳、镍、钛或银表面处理过的不锈钢支撑件。集流体可以具有波纹表面，从而有助于正极活性材料更牢固地附着到集流体。集流体可以采用各种形式，例如膜、片、箔、网、多孔制品、泡沫或无纺织物。
正极可以具有孔，所述孔的平均直径为约2nm至20nm，例如约5nm至约15nm，例如约5nm、约8nm或约15nm。如果孔的平均直径在这些范围内，则采用该正极制造的电极可以具有良好的高倍率特性、长寿命和良好的内阻特性。
在正极中，孔体积可以为约30×10-3cm3/g至约35×10-3cm3/g，例如约32×10-3cm3/g至约33×10-3cm3/g。可以使用B.E.T.方法来测量孔的平均直径和孔体积。
具有平均直径和孔体积在上述范围内的孔的电极可以具有高的均一性和电极密度特性。
单独地，混合负极活性材料、粘合剂、导电剂和溶剂，以制备用于形成负极活性材料层的组合物。
负极活性材料的非限制性示例包括碳质材料(例如，石墨或碳黑)、锂金属、锂金属的合金和嵌入或脱嵌锂离子的氧化硅。根据本发明的实施例，负极活性材料可以是氧化硅。
基于总重量为100重量份的负极活性材料，粘合剂的量可以为约1重量份至约10重量份。粘合剂的非限制性示例包括上面针对正极描述的粘合剂的非限制性示例。
基于总重量为100重量份的负极活性材料，导电剂的量可以为约1重量份至约10重量份。如果导电剂的量在这个范围内，则得到的电极具有高导电率。
基于总重量为100重量份的负极活性材料，溶剂的量可以为约1重量份至约10重量份。如果溶剂的量在这个范围内，则可以容易地形成负极活性材料层。
导电剂和溶剂的非限制性示例包括上面针对正极描述的导电剂和溶剂的非限制性示例。
通常，用于制造负极的集流体可以具有约3μm至约500μm的厚度。用于形成负极的集流体可以用在电池中不引起化学变化且具有高导电率的任何材料形成。集流体可以由铜、不锈钢、铝、镍、钛或热处理过的碳形成。可选地，集流体可以是用碳、镍、钛或银表面处理过的铜或不锈钢支撑件，或者可以是铝-镉合金。与正极集流体一样，集流体可以具有波纹表面，从而有助于负极活性材料更牢固地附着到集流体。集流体可以采用各种形式，例如膜、片、箔、网、多孔制品、泡沫或无纺织物。
将分隔件放置在如上所述制造的正极和负极之间。分隔件可以具有约0.01μm至约10μm的平均孔径和约5μm至约300μm的厚度。分隔件可以是由基于烯烃的聚合物(例如，聚丙烯或聚乙烯)或者玻璃纤维形成的片或无纺织物。如果使用的电解质是固体电解质(例如，聚合物)，则固体电解质也可以用作分隔件。
含锂盐的非水电解质可以包括非水电解质和锂盐。非水电解质可以是非水电解液、有机固体电解质或无机固体电解质。
非水电解液的非限制性示例包括非质子有机溶剂，例如，N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、1，2-二甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、二甲亚砜、1，3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯和丙酸乙酯。
有机固体电解质的非限制性示例包括聚乙烯衍生物、聚氧化乙烯衍生物、聚氧化丙烯衍生物、磷酸酯聚合物、聚乙烯醇和聚偏1，1-二氟乙烯。
无机固体电解质的非限制性示例包括锂的氮化物、卤化物和硫化物等，例如，Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH或Li3PO4-Li2S-SiS2。
锂盐可以是容易地溶解于非水电解质中的材料，并且可以是例如LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li或(CF3SO2)2NLi。
图1是根据本发明实施例的锂二次电池30的剖面透视图。参照图1，锂电池30包括正极23、负极22、位于正极23和负极22之间的分隔件24、电池壳25以及用于密封电池壳25的密封构件26。用电解质(未示出)浸渍正极23、负极22和分隔件24。如下形成锂电池30：顺序地堆叠正极23、分隔件24和负极22；然后卷绕堆叠的结构，以形成放置在电池壳25中的电极组件；然后，用密封构件26密封电池壳25。
下面的示例是仅用于举例说明的目的而给出的，并不限制本发明的目的和范围。
示例1：正极和包括该正极的锂二次电池的制备
将36g作为正极活性材料的LiFePO4、0.15g取代有羧基的聚偏1，1-二氟乙烯(羧基的量：约1.2×10-4摩尔/g)、2g聚偏1，1-二氟乙烯、2g碳黑和0.2g用式1(x＝30，y＝15，z＝10)表示的基于聚氨酯的化合物(重均分子量：约10000)分散在60gN-甲基吡咯烷酮中，以制备用于形成正极活性材料层的组合物。
在铝箔上涂覆用于形成正极活性材料层的组合物，以形成厚度为60μm的膜，由此制备薄电极板。然后，在135℃的温度下将该薄电极板干燥至少3小时，然后进行按压，由此完成正极。
单独地，如下制造负极。在N-甲基吡咯烷酮中以96∶4的重量比混合SiO(氧化硅)和聚偏1，1-二氟乙烯，以制备用于形成负极活性材料层的组合物。在铜箔上涂覆用于形成负极活性材料层的组合物，以形成厚度为14μm的膜，由此制备薄电极板。然后，在135℃的温度下将该薄电极板干燥至少3小时，然后进行按压，由此完成负极。
为了制备电解质，以1∶1∶1的体积比混合碳酸亚乙酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)，然后向混合溶剂中加入1.3M的LiPF6。
将作为分隔件的多孔聚乙烯(PE)膜放置在如上所述制备的正极和负极之间，以制备电池组件，卷绕并按压电池组件，并将其放置在电池壳中。然后，将电解质装入电池壳，以完成容量为2600mAh的锂二次电池的制造。
示例2：正极和包括该正极的锂二次电池的制备
除了用式1表示的基于聚氨酯的化合物的量是0.4g之外，如在示例1中制造锂二次电池。
示例3：正极和包括该正极的锂二次电池的制备
除了用式1表示的基于聚氨酯的化合物的量是0.6g之外，如在示例1中制造锂二次电池。
对比示例1：正极和包括该正极的锂二次电池的制备
除了没有使用0.2g用式1表示的基于聚氨酯的化合物之外，如在示例1中制造锂二次电池。
测量根据示例1至示例3和对比示例1的用于形成正极活性材料层的每种组合物在室温下的粘度，并且结果示出在图2和下面的表1中。
表1
粘度(Pa·s)(剪切速率＝4/s)
示例1 13.91
示例2 7.09
示例3 6.46
对比示例1 17.76
参照表1和图2，确认出：与根据对比示例1制备的用于形成正极活性材料层的组合物相比，根据示例1至示例3制备的用于形成正极活性材料层的组合物具有更低的粘度。
因为与根据对比示例1制备的用于形成正极活性材料层的组合物相比，根据示例1至示例3制备的用于形成正极活性材料层的组合物具有更低的粘度，所以与根据对比示例1制备的用于形成正极活性材料层的组合物相比，根据示例1至示例3制备的用于形成正极活性材料层的组合物更容易地涂覆在电极上。
在根据示例1至示例3和对比示例1制造的每个锂二次电池中，测量正极的孔的平均直径，并且结果示出在下面的表2中。使用B.E.T.法测量孔的平均直径。
表2
孔的平均直径(nm)
示例1 15
示例2 8
示例3 5
对比示例1 21.5
对于根据示例1至示例3和对比示例1制备的用于形成正极活性材料层的每种组合物，测量正极中的集流体和正极活性材料层之间的结合力，并且结果示出在下面的表3中。
如下评估结合力。将正极的上表面与塑料板(丙烯酸树脂，厚度：5mm)的下表面粘合，并根据JISK-6854对其进行剥离试验，以测量剥离强度。
表3
正极活性材料层的结合力(gf/mm)
示例1 4.7
对比示例1 2.9
参照表3，与对比示例1的正极活性材料层相比，示例1的正极活性材料层具有更高的结合力。
评估根据示例1至示例3和对比示例1制造的锂二次电池的高倍率特性，并且结果示出在图3中。
以恒流(0.1C)且在恒压(1.0V，0.01C截止)下对根据示例1至示例3和对比示例1制造的锂二次电池进行充电，然后搁置10分钟。然后，用恒流(0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C或5C)使电池放电，直到电压达到2.5V。即，放电倍率是0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C和5C，评估锂二次电池在各充电和放电倍率下的高倍率放电特性。在图3中示出了高倍率放电特性。
在图3中，术语“C-倍率”是指电池单元的放电倍率，通过用电池单元的总容量除以总放电时间获得C-倍率。
参照图3，确认出：与根据对比示例1制造的锂二次电池相比，根据示例1至示例3制造的锂二次电池具有更好的高倍率特性。
评估根据示例1至示例3和对比示例1制造的锂二次电池的内阻特性，并且结果示出在图4中。在图4中，术语“放电深度”指的是放电率，例如，100％放电深度是指完全放电状态，0％放电深度是指完全充电状态。在图4中，ASI是面积比阻抗的缩写。
通过测量当将两个不同的电压施加到电池单元时的电流并根据电流计算直流电阻来评估内阻特性。
参照图4，确认出：与根据对比示例1制造的锂二次电池相比，根据示例1至示例3制造的锂二次电池具有更低的内阻。
评估根据示例1至示例3和对比示例1制造的锂二次电池的寿命特性，并且结果示出在图5中。
如下评估寿命特性。以恒流(1C)且在恒压(1.0V，0.01C截止)下对根据示例1至示例3和对比示例1制造的锂二次电池进行充电，搁置10分钟，然后以恒流(1C，室温(20℃)，2.5V截止)进行放电。重复该充电和放电50次。
各锂二次电池的寿命特性是指相对于充电和放电循环次数的放电容量的变化。评估寿命特性，并且结果示出在图5中。
参照图5，确认出：与根据对比示例1制造的锂二次电池相比，根据示例1至示例3制造的锂二次电池具有更好的寿命特性。
尽管已经描述了特定的示例性实施例，但本领域普通技术人员将理解，在不脱离如在权利要求书中描述的本公开的精神和范围的情况下，可以对描述的实施例进行特定的修改和改变。

Claims (15)

1.一种用于锂可充电电池的电极，所述电极包括：
电极活性材料；
基于聚氨酯的化合物；
导电剂；以及
粘合剂，
其中，电极包括平均孔径为2nm至20nm的孔，
其中，基于聚氨酯的化合物包括从由式1和式2表示的化合物以及它们的组合组成的组中选择的化合物：
其中：
x是1到100的整数，
y是1到100的整数，
z是1到100的整数。
2.根据权利要求1所述的电极，其中，电极的孔体积为30×10-3cm3/g至35×10-3cm3/g。
3.根据权利要求1所述的电极，其中，基于聚氨酯的化合物具有5000g/mol至20000g/mol的重均分子量。
4.根据权利要求1所述的电极，其中，粘合剂包括第一粘合剂，第一粘合剂包括偏1,1-二氟乙烯聚合物，所述偏1,1-二氟乙烯聚合物具有从由羧基、环氧基、羟基、羰基和它们的组合组成的组中选择的官能团。
5.根据权利要求4所述的电极，其中，粘合剂还包括第二粘合剂。
6.根据权利要求4所述的电极，其中，基于100重量份的粘合剂，第一粘合剂以2重量份至40重量份的量存在。
7.根据权利要求1所述的电极，其中，电极活性材料包括用式3表示的磷酸锂金属化合物：
式3
LiMPO4
其中，M选自于由Fe、Ti、V、Cr、Co和Ni组成的组。
8.根据权利要求7所述的电极，其中，电极活性材料还包括包覆层，所述包覆层包括从由碳质材料、金属氮氧化物、金属氮化物和它们的混合物组成的组中选择的材料。
9.根据权利要求8所述的电极，其中，包覆层包括碳质材料，所述金属氮氧化物用式4表示，所述金属氮化物用式5表示：
式4
MOxNy
其中，0<x<2，0<y<1，且M是Ti、V、Mo或Ta；
式5
MNz
其中，0＜z≤1，且M是Ti、V、Mo或Ta。
10.根据权利要求1所述的电极，其中，基于聚氨酯的化合物包括用式1表示的化合物：
其中，x是30，y是15，且z是10。
11.根据权利要求1所述的电极，其中，基于100重量份的电极活性材料，粘合剂以1重量份至10重量份的量在电极中存在。
12.根据权利要求1所述的电极，其中，粘合剂包括聚偏1,1-二氟乙烯和取代有羧基的聚偏1,1-二氟乙烯。
13.根据权利要求1所述的电极，其中，基于100重量份的导电剂，基于聚氨酯的化合物以10重量份至50重量份的量存在。
14.根据权利要求1所述的电极，其中，基于100重量份的电极活性材料，基于聚氨酯的化合物以0.1重量份至5重量份的量存在。
15.一种锂可充电电池，所述锂可充电电池包括第一电极、第二电极和电解质，第一电极是根据权利要求1至权利要求14中的任一权利要求所述的电极。
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