CN104185922B - 锂二次电池 - Google Patents

锂二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN104185922B
CN104185922B CN201380015268.6A CN201380015268A CN104185922B CN 104185922 B CN104185922 B CN 104185922B CN 201380015268 A CN201380015268 A CN 201380015268A CN 104185922 B CN104185922 B CN 104185922B
Authority
CN
China
Prior art keywords
secondary battery
carbonate
lithium secondary
mixture
electrolytic solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380015268.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104185922A (zh
Inventor
全钟昊
李容坤
秋承佑
S-K·金
李贤荣
全在德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chemical Co Ltd filed Critical LG Chemical Co Ltd
Publication of CN104185922A publication Critical patent/CN104185922A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104185922B publication Critical patent/CN104185922B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317—Re-sealable arrangements
    • H01M50/325—Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
    • H01M50/333—Spring-loaded vent valves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种锂二次电池，其包括可嵌入或脱嵌锂离子的阳极、阴极；非水电解液；以及用于除去增加的内压的安全出口，其中其具备具有指定的操作特性的所述安全出口和具有指定的组成成分的所述非水电解液。本发明的锂二次电池即使在过度充电时亦可确保其安全性。

Description

锂二次电池
技术领域
本发明涉及一种锂二次电池，更具体地，涉及一种锂二次电池，其包含用于除去增加的内压的安全出口和具有特定成分的非水电解液。
本申请要求于2012年5月31日在大韩民国提交的第10-2012-0058840号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过参引的方式纳入本文中。
本申请还要求于2013年5月31日在大韩民国提交的第10-2013-0062704号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过参引的方式纳入本文中。
背景技术
近年来，人们对于能量储存技术的兴趣越来越高。随着能量存储技术的应用领域已拓展到例如移动电话、便携摄像机、笔记本PC甚至电动汽车这些设备中，对于用作这些设备能量源的高能量密度电池的需求持续增长。因此，人们正积极进行对最能充分满足这种需求的锂二次电池的研究。
如本领域所公知的，常规锂二次电池具有可嵌入或脱嵌锂离子且由基于碳的材料制造的阳极以及由含锂氧化物制造的阴极，作为所述阳极和阴极之间的桥以防止在所述阳极和阴极之间电接触的隔膜，以及非水电解液。
另外，在这样的电池以方形的形式制造的情况中，还具有安全出口，该安全出口排出在电池异常操作(例如过度充电)期间由非水电解质的分解产生的大量气体，从而防止了额外的爆炸和/或着火。
如图1至3所示，在一些方形二次电池的电池盒的侧面包含安全出口，该安全出口具有关闭或部分开启的凹槽。
在图1中，安全出口10以相当于盒的长方形侧面形状的大轮廓形成于方形二次电池盒20的外表面，并且具有沿着所述轮廓形成的凹槽30，即闭合凹槽。相反，如在图2和3分别示出的安全出口12和14，它们在电池盒侧面的角上以小轮廓形成，并且它们各自具有部分开启的凹槽30。
如果由于过度充电而在电池内部产生过量气体，则凹槽30通过电池内压被切断而形成出口孔(出口孔开启)，内部气体从该出口孔排出以防止电池爆炸或着火。
然而，安全出口不应过度灵敏而在不存在爆炸和/或着火的危险时也被开启，这是因为在电池中产生的气体是易燃且有害的，因此可诱发环境问题。
因此，需要开发一种锂二次电池，其具有能够在电池由于过度充电等导致操作异常时，减少气体生成的非水电解液及能够适当操作的安全出口。
发明内容
技术问题
本发明旨在解决上述问题，因此本发明的目的是提供一种具有非水电解液的锂二次电池，其即使在过度充电时亦可抑制电解液的分解，并且抑制安全出口的操作以避免电池的爆炸或着火。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的一个方面提供了一种锂二次电池，其包括：可嵌入或脱嵌锂离子的阳极、阴极；含有锂盐和有机溶剂的非水电解液；以及用于除去增加的内压的安全出口，
其中所述安全出口的出口孔的开启压力在3.5至15kgf/cm2范围内；
所述非水电解液还含有作为添加剂的卤素取代的或未取代的甲苯和卤素取代的或未取代的二甲苯的混合物，
在所述非水电解液中，卤素取代的或未取代的甲苯和卤素取代的或未取代的二甲苯的混合物所具有的混合比为卤素取代的或未取代的甲苯与卤素取代的或未取代的二甲苯＝1:0.1至1:0.5的重量比。
在本发明的锂二次电池中，所述卤素取代的甲苯可以为甲苯的苯环或甲基基团中具有至少一个选自F和Cl的取代基的化合物，并且所述卤素取代的二甲苯可以为二甲苯的苯环或甲基基团中具有至少一个选自F和Cl的取代基的化合物。
发明效果
本发明的锂二次电池使用含有基于甲苯和/或基于二甲苯添加剂的非水电解液以使得在高温下气体生成少，从而防止电池内压上升，并且在过充电时的电池安全性和抑制安全出口的出口孔开启的方面具有优异效果。
附图说明
图1至3为示出了用于常规二次电池的安全出口形状的示意性的模式图。
具体实施方式
下文中，将详细描述本发明。在描述之前，应理解的是，在说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应理解为限制于通用的和字典里的含义，而应在允许本发明人为了最佳阐述的方式合理地定义术语的原则基础上，基于对应于本发明的技术构思的含义和概念进行解释。
本发明的锂二次电池包括能够嵌入和脱嵌锂离子的阳极和阴极、含有锂盐和有机溶剂的非水电解液、以及用于除去增加的内压的安全出口，其中所述安全出口具有一个出口(vent)孔，其开启压力在3.5至15kgf/cm2范围内；所述非水电解液还含有作为添加剂的卤素取代的或未取代的甲苯、卤素取代的或未取代的二甲苯或其混合物。
在本发明的锂二次电池中，如果安全出口的出口孔的开启压力小于3.5kgf/cm2，则即使不存在爆炸和/或着火的危险，安全出口亦会操作以将内部有害气体释放到外部，而如果出口孔的开启压力高于15kgf/cm2，则由于过大的内压导致电池在安全出口操作前发生爆炸或着火。
同时，在本发明中，引入电极装置的非水电解液还含有作为添加剂的卤素取代的或未取代的甲苯和卤素取代的或未取代的二甲苯的混合物。
在本文中使用的术语“卤素取代的甲苯”是指甲苯的苯环或甲基基团中具有至少一个选自F和Cl的取代基的化合物。在本文中使用的术语“卤素取代的二甲苯”是指二甲苯的苯环或甲基基团中具有至少一个选自F和Cl的取代基的化合物。
包含于本发明的非水电解液中的卤素取代的或未取代的甲苯和卤素取代的或未取代的二甲苯首先在高压条件下(例如过度充电)先于有机溶剂而被氧化，以在阳极上形成薄膜，进而具有防止有机溶剂的分解的优异效果。即，由于在有机溶剂的氧化之前，存在于非水电解液中的所述甲苯和二甲苯通过作为取代基的甲基基团与过度充电的阴极反应而氧化成醛(aldehyde)的形式，因此可防止有机溶剂的分解。另外，所形成的醛化合物在阳极中被还原以在存在于阳极的反应性树脂中的锂上形成涂膜，进而防止了由于与阳极发生反应而导致有机溶剂被进一步分解。
因此，当电池过度充电时，卤素取代的或未取代的甲苯和卤素取代的或未取代的二甲苯的混合物可抑制电极中电解液的分解反应，以提供电池对过度充电的安全性，并且可防止生成过多气体以解决由于出口孔开启而导致的环境污染的问题。
在本发明中，所述卤素取代的或未取代的甲苯和卤素取代的或未取代的二甲苯的混合物所具有的卤素取代的或未取代的甲苯和卤素取代的或未取代的二甲苯以1:0.1至1:0.5的重量比混合。如果卤素取代的或未取代的二甲苯的量低于所述范围，则在过度充电期间气体生成不能得到有效的抑制。如果卤素取代的或未取代的二甲苯的量超过了所述范围，则所述二甲苯会发生高温分解而增加内电阻，因而使高温性能劣化。
在本发明中，作为添加剂的混合物优选含有的量为1至10重量份，基于100重量份的非水电解液计。如果添加剂的量小于1重量份，则过度充电的防止和稳定涂膜的形成变得困难并且由于气体进一步生成，安全出口将会过早操作。如果添加剂的量高于10重量份，则要加入过量的苯化合物，由此劣化了电池性能。
因此，上述具有所需开启压力的出口孔和具有特定添加剂的非水电解液可用于实现具有本发明性能的锂二次电池。
在本发明的锂二次电池中，可以使用常规用于非水电解液的有机溶剂而没有任何限制。例如，通常可以使用基于碳酸酯的有机溶剂，作为基于碳酸酯的有机溶剂有环状碳酸酯和直链碳酸酯，在本发明中可以使用环状碳酸酯、直链碳酸酯及其混合物。
环状碳酸酯可有利地解离电解质中的锂盐以改善电池的充放电容量。环状碳酸酯的实例包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸1,2-亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、碳酸1,2-亚戊酯、碳酸2,3-亚戊酯、碳酸亚乙烯酯、其卤化物及其混合物。其中，碳酸亚乙酯(或氟代碳酸亚乙酯)及碳酸亚乙酯(或氟代碳酸亚乙酯)与碳酸亚丙酯的混合物是优选的，这是因为它们具有高介电常数从而更容易地解离电解质中的锂盐。所述环状碳酸酯的密度高于直链碳酸酯的密度。直链碳酸酯的实例包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯及其混合物。
另外，作为非水电解液的有机溶剂，可以使用直链酯，优选地，直链酯与基于碳酸酯的有机溶剂一起使用。所述直链酯可以单独使用乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯或者混合两种以上使用。
在本发明的锂二次电池中，非水电解液包括作为电解质盐的锂盐。锂盐可以为常规用于锂二次电池的电解液中的任何一种。例如，锂盐的阴离子可以列举：F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、AlO4 -、AlCl4 -、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、BF2C2O4 -、BC4O8 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、C4F9SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-和(CF3CF2SO2)2N-，但是本发明不限于此。
此外，非水电解液还可以包括内酯、醚、酯、乙腈、内酰胺或酮，有碍本发明目的的除外。
更具体而言，在不偏离本发明目的的范围内，非水电解液还可以包括用于形成SEI层的添加剂。可以用于本发明的用于形成SEI层的添加剂可以单独使用碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸亚乙酯、环状亚硫酸酯、饱和磺内酯、不饱和磺内酯、非环状砜或者混合两种以上使用，但是并不限于此。
所述环状亚硫酸酯的实例包括亚硫酸亚乙酯、甲基亚硫酸亚乙酯、乙基亚硫酸亚乙酯、4,5-二甲基亚硫酸亚乙酯、4,5-二乙基亚硫酸亚乙酯、亚硫酸亚丙酯、4,5-二甲基亚硫酸亚丙酯、4,5-二乙基亚硫酸亚丙酯、4,6-二甲基亚硫酸亚丙酯、4,6-二乙基亚硫酸亚丙酯和1,3-丁二醇亚硫酸酯；饱和磺内酯的实例包括1,3-丙烷磺内酯和1,4-丁烷磺内酯；不饱和磺内酯的实例包括乙烯磺内酯、1,3-丙烯磺内酯、1,4-丁烯磺内酯和1-甲基-1,3-丙烯磺内酯等。非环状砜的实例包括二乙烯基砜、二甲基砜、二乙基砜、甲基乙基砜和甲基乙烯基砜等。
所述用于形成SEI层的添加剂可根据添加剂的具体种类以合适的量使用，例如，使用0.01至10重量份的量，基于100重量份非水电解液的重量计。本发明的锂二次电池可以具有常规构造。例如，由基于碳的材料制造的阳极和由含锂的氧化物制造的阴极可以用作能够嵌入和脱嵌锂离子的阳极和阴极，并且可以在阴极和阳极之间插入隔膜。
作为能够嵌入和脱嵌锂离子的基于碳的材料，可以使用低晶碳或高晶碳，但是并不限于此。低晶碳的代表性实例包括软碳(soft carbon)和硬碳(hard carbon)，高晶碳的代表性实例包括天然石墨、Kish石墨(Kish graphite)、热解碳(pyrolytic carbon)、中间相沥青基碳纤维(mesophase pitch based carbon fiber)、中间相炭微球(meso-carbonmicrobeads)、中间相沥青(Mesophase pitches)、以及如石油或煤焦油沥青衍生焦炭(petroleum or coal tar pitch derived cokes)的高温烧结碳材料，但是并不限于此。另外，阳极可以包括粘合剂，作为粘合剂，可以使用各种粘合剂聚合物，包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-co-HFP)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR,Styrene-Butadiene Rubber)共聚物和改性SBR共聚物。
另外，作为能够嵌入和脱嵌锂离子的含锂氧化物，可以优选使用含锂过渡金属氧化物，例如可以使用选自以下的任何一种或两种以上混合物：LixCoO2(0.5<x<1.3)、LixNiO2(0.5<x<1.3)、LixMnO2(0.5<x<1.3)、LixMn2O4(0.5<x<1.3)、Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3、0<a<1、0<b<1、0<c<1、a+b+c＝1)、LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3、0<y<1)、LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3、0≤y<1)、LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3、O≤y<1)、Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3、0<a<2、0<b<2、0<c<2、a+b+c＝2)、LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3、0<z<2)、LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3、0<z<2)、LixCoPO4(0.5<x<1.3)、LixFePO4(0.5<x<1.3)。所述含锂过渡金属氧化物可以用金属例如铝(Al)和金属氧化物涂布。并且，除使用所述含锂过渡金属氧化物(oxide)之外，还可以使用硫化物(sulfide)、硒化物(selenide)或卤化物(halide)。
在本发明的锂二次电池中，可以以常规方法制备电极，例如，通过将电极活性材料颗粒和粘合剂聚合物，如果需要，连同导电剂和分散剂，一同加入溶剂中以获得浆体，并且将浆体涂布到集流体上，接着压缩和干燥。另外，可以由用于常规隔膜的多孔聚合物膜获得隔膜，所述多孔聚合物膜可以单独使用或以层压的形式使用，例如由基于聚烯烃聚合物制造的多孔聚合物膜，所述基于聚烯烃聚合物包括乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物和乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物。另外，作为隔膜，可以使用常规多孔无纺织物，例如由具有高熔点的玻璃纤维或聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维制造的无纺织物，但是不限于此。
此外，可以将阴极和阳极的组件插入常规电池盒中，优选制造成方形电池。可以根据常规方法制备具有上述操作特性的安全出口。
在下文中，将参照以下实施例更详细地解释本发明。然而，可以对根据本发明的实施例做出其他的修改，本发明的范围并不限定于以下实施例。应理解提供实施例仅是出于说明的目的以向本领域技术人员更好地解释本发明。
实施例1至20
<非水电解液的制备>
制备具有体积比为1:1:1的碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的混合物的有机溶剂、和作为锂盐的LiPF6的1M LiPF6溶液。再向100重量份的所述溶液中加入2重量份的碳酸亚乙烯酯(VC)和2重量份的1,3-丙烷磺内酯(PS)。向其中加入一种混合物，所述混合物通过混合列于表中的量的甲苯和二甲苯获得。
<锂二次电池的制备>
将作为阴极活性材料的LiCoO2，作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)和作为导电剂的炭黑，以重量比96∶2∶2混和，将混合物分散于N-甲基-2-吡咯烷酮以获得阴极浆体。将所述浆体涂布在铝集流体上，接着通过干燥和压缩以制备阴极。
将作为阳极活性材料的天然石墨和人造石墨(90:10重量％)、作为导电剂的碳黑、作为粘合剂的苯乙烯-丁二烯橡胶和作为增稠剂的羧甲基纤维素的混合物以重量比为96.3:1:1.5:1.2混合并分散于水中，以获得阳极浆体。将所述浆体涂布在铜集流体上，接着干燥并压缩以制备阳极。
然后，根据常规方法将阴极和阳极连同聚乙烯(PE)隔膜组装在一起以制备方形电池，将上述制备的电解液引入其中。由此，最终制备了锂二次电池。
对比实施例1至6
重复实施例1的过程以制备锂二次电池，不同之处在于以列于表1中的量使用甲苯、二甲苯或其混合物。
寿命特性的评价
以0.5C的速率对在实施例1至20及对比实施例1至6中制备的锂二次电池充电直至达到4.2V，然后当充电电流达到其1/20时，完成充电过程。放置10分钟后，以0.8C的速率对电池放电直至达到3.0V，并放置10分钟。重复500次充/放电。500次循环后，相对于电池的初始值的容量保持率(％)示于表1。
过度充电的评价
在实施例1至20中制备的各锂二次电池，每种五个，以及在对比实施例1至6中制备的各锂二次电池，每种五个，以0.5C的速率对电池充电直至达到10V，然后保持24小时。
并将发生电池的爆炸或着火的个数、出口孔发生开启的个数，以及电池合格而未经历所述不良事件的个数(即，电池的合格数)，分别示于表1。
表1

Claims (7)

1.一种锂二次电池，其特征在于，
所述锂二次电池包括：
阳极、阴极；
含有锂盐和有机溶剂的非水电解液；以及
用于除去增加的内压的安全出口，
其中所述安全出口的出口孔的开启压力在3.5至15kgf/cm2范围内；所述非水电解液还包含作为添加剂的甲苯和二甲苯的混合物，
在所述非水电解液中，甲苯和二甲苯的混合物所具有的混合比为甲苯与二甲苯＝1:0.1至1:0.5的重量比。
2.权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，
所述添加剂以1至10重量份的量包含，基于100重量份的非水电解液计。
3.权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，
所述锂盐具有选自下列的阴离子：F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、AlO4 -、AlCl4 -、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、BF2C2O4 -、BC4O8 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、C4F9SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-和(CF3CF2SO2)2N-。
4.权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，
所述有机溶剂选自以下的任何一种或两种以上混合物：环状碳酸酯、直链碳酸酯。
5.权利要求4所述的锂二次电池，其特征在于，
所述环状碳酸酯选自以下的任何一种或两种以上混合物：碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸1,2-亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、碳酸1,2-亚戊酯、碳酸2,3-亚戊酯、碳酸亚乙烯酯、前述物质的卤化物。
6.权利要求4所述的锂二次电池，其特征在于，
所述直链碳酸酯选自以下的任何一种或两种以上混合物：碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯。
7.权利要求4所述的锂二次电池，其特征在于，所述有机溶剂还包括直链酯，且
所述直链酯选自以下的任何一种或两种以上混合物：乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯。
CN201380015268.6A 2012-05-31 2013-05-31 锂二次电池 Active CN104185922B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0058840 2012-05-31
KR20120058840 2012-05-31
KR20130062704A KR101485792B1 (ko) 2012-05-31 2013-05-31 리튬 이차전지
PCT/KR2013/004839 WO2013180529A1 (ko) 2012-05-31 2013-05-31 리튬 이차전지
KR10-2013-0062704 2013-05-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104185922A CN104185922A (zh) 2014-12-03
CN104185922B true CN104185922B (zh) 2016-09-14

Family

ID=49982601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380015268.6A Active CN104185922B (zh) 2012-05-31 2013-05-31 锂二次电池

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9178197B2 (zh)
EP (1) EP2770570B1 (zh)
KR (1) KR101485792B1 (zh)
CN (1) CN104185922B (zh)
TW (1) TWI483443B (zh)
WO (1) WO2013180529A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060020211A (ko) * 2004-08-31 2006-03-06 주식회사 엘지화학 개선된 리튬 이차전지
CN101663790A (zh) * 2007-04-20 2010-03-03 三菱化学株式会社 非水电解液以及使用该非水电解液的非水电解质二次电池
CN101682088A (zh) * 2007-05-15 2010-03-24 株式会社Lg化学 用于非水电解质的添加剂以及使用所述添加剂的二次电池

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5741606A (en) * 1995-07-31 1998-04-21 Polystor Corporation Overcharge protection battery vent
KR100386394B1 (ko) * 1996-02-16 2003-08-14 후지 덴키 가가쿠 가부시키가이샤 방폭기능을갖는전지
US5916704A (en) * 1997-10-10 1999-06-29 Ultralife Batteries Low pressure battery vent
KR100477752B1 (ko) 2002-12-26 2005-03-21 삼성에스디아이 주식회사 보호소자 및 이를 구비한 리튬 이차 전지
JP4580662B2 (ja) 2004-02-27 2010-11-17 三井化学株式会社 非水電解質および非水電解質二次電池
US7687189B2 (en) * 2004-04-28 2010-03-30 Eveready Battery Company, Inc. Housing for a sealed electrochemical battery cell
KR100706654B1 (ko) * 2006-02-17 2007-04-12 제일모직주식회사 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 2차 전지
EP2573855B1 (en) * 2007-04-20 2014-04-30 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytes and nonaqueous-electrolyte secondary battery employing the same
US9048508B2 (en) 2007-04-20 2015-06-02 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytes and nonaqueous-electrolyte secondary batteries employing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060020211A (ko) * 2004-08-31 2006-03-06 주식회사 엘지화학 개선된 리튬 이차전지
CN101663790A (zh) * 2007-04-20 2010-03-03 三菱化学株式会社 非水电解液以及使用该非水电解液的非水电解质二次电池
CN101682088A (zh) * 2007-05-15 2010-03-24 株式会社Lg化学 用于非水电解质的添加剂以及使用所述添加剂的二次电池

Also Published As

Publication number Publication date
TW201411916A (zh) 2014-03-16
CN104185922A (zh) 2014-12-03
TWI483443B (zh) 2015-05-01
WO2013180529A1 (ko) 2013-12-05
KR101485792B1 (ko) 2015-01-22
EP2770570A4 (en) 2015-07-22
EP2770570A1 (en) 2014-08-27
KR20130135169A (ko) 2013-12-10
US20140093758A1 (en) 2014-04-03
EP2770570B1 (en) 2017-02-22
US9178197B2 (en) 2015-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2905831B1 (en) Cathode additive for high-capacity lithium secondary battery
CN103594728B (zh) 非水性电解质锂二次电池
US9590272B2 (en) Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
US10763541B2 (en) Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
WO2008150134A1 (en) Non-aqueous electrolyte solution for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery having the same
JP5245203B2 (ja) 非水電解質二次電池
US9859551B2 (en) Anode for secondary battery comprising additive for improving low-temperature characteristics, and secondary battery having the same
CN115863791A (zh) 电化学装置和电子装置
KR20130137941A (ko) 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지
KR101195930B1 (ko) 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지
KR101279411B1 (ko) 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지
US10559852B2 (en) Electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery having same
KR20150050082A (ko) 사이클 수명이 개선된 리튬 이차전지
CN103828117B (zh) 用于锂二次电池的电解质和包含所述电解质的锂二次电池
CN104185922B (zh) 锂二次电池
JP2014532287A (ja) リチウム二次電池用電解液及びこれを含むリチウム二次電池
CN114400375A (zh) 电解液、电化学装置及电子装置
KR20150050057A (ko) 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211216

Address after: Seoul, South Kerean

Patentee after: LG Energy Solution,Ltd.

Address before: Seoul, South Kerean

Patentee before: LG CHEM, Ltd.