CN1185860A - 具有改进可逆容量的可再充电锂电池 - Google Patents

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Abstract

描述了一种改进的可再充电锂电池,它包括一种用作阴极活性材料的过渡金属化合物和一些用作阳极活性材料的碳颗粒,先把锂离子添加到组装锂电池的阳极中的碳颗粒中,由此减小需要的阴极活性材料的重量。该可再充电锂电池增加了每单位重量和单位体积的能量密度。

Description

具有改进可逆容量的可再充电锂电池
本发明涉及可再充电非水锂电池。
大多数可再充电锂离子电池带有：一个含有元素锂的负极，元素锂通常添加在某些碳物质中；一个带有一种硫族化物的正极，硫族化物能够在其结构中含有锂离子；一种含有活动锂离子的电解质，位于负极与正极之间；及可选择的一个隔离器。正极还含有：锂，锂或者作为含在硫族化物结构中的离子、或者作为带有容易进入硫族化物结构中的可离解锂离子的锂化合物；一种与硫族化物混合的粘合剂；及可选择的为增大混合物的导电性而添加的碳。在正极中的硫族化物通常是过渡金属氧化物，但也可以是过渡金属硫化物。在某些情况下，硫族化物可以用一种适当的有机化合物代替。电解质通常是一种固体的有机聚合物，或一种非水液体，这种非水液体带有溶解在其中的锂盐或者含有某种其他形式的可离解锂离子。电解质还可以是一种微孔固体聚合物，该聚合物已经用含有一种可离解锂盐的有机液体浸渍过。不传导电子的电解质为锂离子提供了离子通道。在电池放电时，锂离子从含有元素锂的负极或阳极运动到含有过渡金属氧化物的正极或阴极。在充电步骤中，锂离子从阴极或正极经电解质运动到负极。
在构造一种可再充电锂电池时的通常作法是：在起初没有任何含锂量的电池中，提供能够添加锂离子的碳颗粒，所加入的锂离子用作电池负极中的阴极活性材料，它通常借助于一种有机粘合剂化合物压实成一层。在正极中、和在带有锂的非水电解质中，通常加入要在电池中使用的锂离子，它用作过渡金属氧化物中的一种成分，这种过渡金属氧化物能够在其结构中结合锂离子。应该注意到，这一方法在组装平板的、螺旋缠绕的和扭扣形状的可再充电电池时是通用的。通过在锂电池的电极之间施加约4.5伏的电压，第一次充电组装的电池，以便运动正极中的锂离子，使它添加在组成负极的碳颗粒中。通过施加电荷能够运动添加在正极中的大部分锂，然而，在过渡金属氧化物内有一个锂浓度极限，低于该极限时氧化物晶体结构将受到不可逆的改变。而且，组装电池的第一次充电是一个缓慢过程，要在小心控制的条件下进行。
通过施加外部电位使锂离子添加在碳颗粒中、会使离开用作正活性材料的锂过渡金属化合物而运动的部分锂离子，永久地驻留在或附加在用作负活性材料的碳颗粒表面上，或者将附加在碳颗粒与非水电解质之间的界面上。通过结合而使部分锂离子成为不可运动的结合类型还不十分清楚；不可运动锂的结合可能与碳颗粒的结构或在电解质中活动锂离子的结合性质有关，或者与在带有锂的电解质与加入碳颗粒中的锂之间的相互作用、或锂电池的类似特征有关，然而，对于以后的充电-放电过程步骤，会失去初始存在于可再充电锂电池中的这些不可运动部分的锂离子。在以后充电-放电过程步骤中成为不可运动的部分锂离子，通常占可再充电锂电池中含锂总量的20-30％或更高，并且通常称之为锂电池的不可逆容量损失。作为不可逆容量的不可运动锂部分因而将受多个因素的影响，例如用于添加锂离子的适用场合-即所使用的碳颗粒的性质、采用的带有非水锂的电解质的性质和类型、以及在正极中所使用的过渡金属氧化物的种类。在1994年8月23日授予Norio Takami等人的美国专利5,340,670中，把在高温处理步骤中得到的、且具有特殊晶体结构的石墨颗粒，作为可再充电锂电池中的负活性材料来描述，就不可逆容量损失而论，该专利具有先进的性质。在1995年7月11日授予Takehito Mitate等人的美国专利5,432,029认为，使用附加到石墨或类似碳颗粒中的氧化铜，且石墨或类似碳颗粒包含在负极中，可消除可再充电锂电池中的不可逆容量损失。DominiqueGuyomard等人在1995年6月6日颁布的美国专利5,422,203中，描述了一种带有锂的电解质成分，用来减小锂电池中的不可逆容量损失。列出以上专利仅作为试图确定可再充电锂电池中不可逆容量损失的性质、和消除这种不可逆容量损失的方法的实例。
可以明白，可再充电锂电池的不可逆容量损失可能不仅与负活性材料有关，而且与正活性材料有关。应该注意，涉及负极及其电解质的界面的不可逆性的类型，不同于在正极中正活性材料呈现的不可逆性，然而，这两种不可逆性通常都通过把过量含有锂的过渡金属化合物加到电池中来补偿。过量锂-过渡金属化合物是常规锂电池的必需成分，但不参预以后的充电-放电步骤，并且可以额外增加电池重量25％或更多。与负极中碳颗粒有关的、在可再充电锂电池中可移动锂离子部分，通常称作以每克碳颗粒的毫安-小时度量的阳极可逆容量比率(anode specific reversiblecapacity)(mAh/ga)，而与正极中的过渡金属化合物有关的，通常称作以每克过渡金属化合物的毫安-小时度量的阴极可逆容量比率(cathodespecific reversible capacity)(mAh/gc)。
还应该注意，即使以过量锂-过渡金属化合物的形式加了过量锂，第一次充电步骤也由于其延长性质和受控条件而成本很高。有几种已知的方法，在组装包括电解质和正负极的锂电池之前，把锂包含在碳颗粒中。在1990年12月25日授予Yuzuru Takahashi等人的美国专利4,980,250中，描述了在把碳模压件包含进锂电池之前，由碳纤维或碳粉制成的碳模压件通过电解把锂引入模压件中。Cheng-Kuo Huang等在美国专利5,436,093中教授了一种方法，它通过采用多于一个的充电步骤，从含有锂离子的液体电解质中把锂引入碳颗粒中。通过一个用作反向充电电极的镍网携带碳颗粒。在预处理过程中的正极至少是浸入电解质的一块锂板。把含有锂的碳颗粒从预处理的电解质中取出，并在以后用作可再充电锂电池中的负活性材料。然而，没有清楚地表明：当得到的锂电池在以后重复的充电-放电时，用上述方法引入的全部或任何部分的锂对碳颗粒的可逆阳极容量产生的影响，由此消除了为满意地操作可再充电锂电池而加入过量含有锂离子的过渡金属化合物的需要，并因此提供了一种较轻的锂电池。
本发明一个目的在于，提供一种可再充电锂电池，这种电池在可再充电锂电池的最后包装之前且在电池完全充电之前的阶段内，在联接到锂电池中非水电解质上的负极中含有不可运动锂离子部分，由此避免在正极中必须添加额外的重量。
本发明的另一目的在于，减小在组装的锂电池的第一次完全充电步骤中所需的时间长度。
本发明的又一个目的在于，基本上使全部可运动的锂离子部分都包含在正极中、和基本上使全部可离解锂离子都在形成组装锂电池的非水电解质中，并由此得到一种每单位重量具有高能量密度的锂电池。
下文描述一种具有改进可逆容量的可再充电锂电池。改进的可再充电锂电池带有：一个包括一种过渡金属化合物的正极，该过渡金属化合物能够在其结构中包含作为阴极中正活性材料的锂离子，该阴极具有一定的阴极一定的可逆容量比率(mAh/gc)；一个包含碳颗粒的负极，这些碳颗粒能够添加作为阳极中负活性材料的锂离子，该阳极具有一定的阳极可逆容量比率(mAh/ga)；以及传导锂离子的非水电解质；及分布在电极与带有非水锂离子的电解质之间的锂离子总量。在本发明的改进可再充电锂电池中，调整负极中负活性材料的重量(wa)和正极中正活性材料的重量(wc)，从而使阳极可逆容量比率乘以包含在可再充电锂电池中的负活性材料重量、与阴极可逆容量比率乘以包含在可再充电锂离子电池中的正活性材料重量的比值具有在0.85与1.15之间的值，就是说mAh/gaxwa∶mAh/gcxwc＝0.85-1.15。改进的可再充电锂电池具有超过320瓦特.小时/升或130瓦特.小时/千克的能量密度。
图1是示意电路图，表示根据本发明把锂初始转换成锂电池的阳极。
图2表示本发明的锂电池在重复的充电-放电循环中的性能。
如在上面已经简短描述的那样，可再充电锂电池每单位重量的能量密度，在锂电池，特别是平板锂电池的商业应用中具有重要意义。在锂电池技术中一个希望的特征是尽可能减小电池成分的重量，而不损失电池效率和输出。
在可再充电锂电池中使用的过渡金属化合物通常是过渡金属硫族化物，最常用的是过渡金属氧化物，但也可以是过渡金属硫化物。在其结构中包含锂离子的过渡金属氧化物的成分取决于所使用过渡金属氧化物的类型和种类。例如，锂-钴氧化物具有成分LixCoO2，其中x小于1，类似的带有锂的氧化镍具有成分LixNiO2。在另一方面，带有锂的氧化锰可以描述为LiyMn2O4，其中0＜y＜2。过渡金属化合物也可以是铬、铜、钒、钨或上述金属与其他金属的合金的氧化物，这些氧化物能够在其结构中包含锂离子。最常用的过渡金属硫化物是TiS2，但其他的过渡金属硫化物，如铁硫化物，也可以用作阴极活性材料。一些能够可逆地包含锂离子的且也是电子导体的有机化合物，也可以使用在可再充电锂电池的正极中。在理论上，通过施加直流电位可以运动在过渡金属化合物结构中所包含的实际上所有的锂离子，然而如上所述，低于代表每种过渡金属化合物，晶体结构，特别是过渡金属化合物晶格尺寸的特征的一定锂浓度，就可能不可逆地变化。因此电池中一定部分的锂必须保持在正极中，正极包含在不可避免的额外阴极材料重量中。正极还可以含有精碳以增加电极和粘合物质的导电性。正极通常与某种形式的一个集电器相接触。
可再充电锂电池的阴极或正极将具有一定的可逆容量，该可逆容量取决于含在电极中阴极活性材料的性质，以及在较小的程度上取决于粘合剂。阴极可逆容量比率通常按电极中阴极活性材料的单位重量计算，并且以毫安-小时每克(mAh/gc)表示。
可再充电锂电池的非水电解质通常是一种含有可离解形态锂的固体聚合物电解质，或者是一种用有机液体浸渍的多孔聚合物隔离物，这种有机液体含有在其中溶解的、能够离解的一种锂盐。根据显而易见的原因，电解质仅对离子是导电的，而对电子是非导电的。有各种各样的方法尽可能低地保持电解质重量，这超出了本发明的范围。
可再充电、或再生锂电池的负极通常带有某种形式的、能够添加锂作为负活性材料的碳颗粒。在可再充电锂电池中最常用的碳颗粒包括石墨、玻璃化或热解碳黑、石油焦、碳纤维和任何其他形式的、能在正常情况下添加锂的碳颗粒。碳颗粒的最佳颗粒尺寸小于60μ(微米)但大于5μ。众所周知，在碳中添加的锂具有通式LiC6，但还记录有其他的锂碳比率。还知道，在把锂第一次引入碳颗粒中之后的一部分锂，即在锂电池的初始锂填充步骤中的锂，不可逆地保持在碳结构中。如上所讨论的那样，不十分清楚不可逆粘附的锂是把他本身附加到碳的某些结构元素中，还是附加到颗粒的表面上，或者位于碳颗粒与传导锂离子的电解质之间的界面上。已经观察到，这种不可逆容量损失可能取决于碳颗粒的类型和经历，所使用的粘合物质，电解质成分的性质等等。无论是什么原因，在以后电池充电-放电过程步骤期间损失了一部分传导的锂。如上文所述，在常规的可再充电锂电池中，通过在阴极中添加额外量的锂-过渡金属化合物，来补偿不可逆粘附的锂，由此增大了电池的总重量。
可再充电锂电池的阳极或负极将具有可逆的容量，该可逆容量取决于阴极活性材料的性质，即，取决于在阳极中含有碳颗粒的类型，及在有限的程度上取决于粘合剂。阳极可逆容量比率通常按电极中存在的阳极活性材料的单位重量计算，并且以毫安-小时每克(mAh/ga)表示。
众所周知，在把碳材料包含在锂电池的阻极之前，把锂引入碳颗粒中，然而人们相信，这些方法在消除锂电池第一次充电期间出现的附加不可逆容量损失方面并不成功。换句话说，除了需要在阳极中的碳颗粒中可逆地添加的锂之外，仍需要额外量的锂-过渡金属化合物。
现在已经意外地发现，如果在组装的可再充电锂电池的第一次充电期间，通过电解质以这样的方式加入锂，使从用来初始充电阳极的正极发送的锂由一个第三锂电极代替，则不需要用额外量的锂-过渡金属化合物，来补偿阳极中的不可逆容量损失。本发明的改进可再充电锂电池，在一个电路中经受电池的第一次充电或预充电步骤，这个电路包含一个含有锂的第三电极，该电极常常是带有元素锂的电极。通过另一种含有非水锂离子的电解质，把第三电极与含有锂-过渡金属化合物的阴极隔开，但与其电气(离子)地接触。在实际中，把正电位加到第三、通常是含有元素锂的电极上，由此迫使锂离子进入把第三电极与含有锂-过渡金属化合物的电池阴极隔开的电解质中。到达的锂离子又迫使等量的锂离子离开阴极，经锂电池内的电解质进入阳极，以便通过碳颗粒添加在负极中。如通常在充电步骤中那样，阳极带有负电位，由此闭合电路。在锂电池的常用充电电位下进行预充电，该电位在常规要求的电流密度下对于适当时间长度大约为4.5伏。把组装的预充电锂电池从第三电极和附加的或临时的电解质上拆下，并且以后以通常的方式用适当的集电器和引线密封和包装。
与含有锂离子源的第三电极相接触的临时电解质，可以具有与组装可再充电锂电池的电解质相同的成分，或者或可以是一种不同的电解质，如带有溶解在其中的锂盐的有机液体。第三电极可以是浸入有机液体的锂箔或锂合金，或者可以是另一种含有锂离子的化合物。根据本发明，任何能够向可再充电锂电池的正极提供锂离子、且能包含在一个电路中的便利锂源，都适用于促进可再充电锂电池的预充电。图1表示电池预充电过程步骤的电路的示意图，其中2是带有碳颗粒的负极，这些碳颗粒在预充电步骤之前不含有任何锂，4表示锂电池电解质，而6是含有锂-过渡金属化合物的正极。正极与充电的临时电解质8相接触，临时电解质8通过电解质又与第三电极相接触，第三电极通常是，但不一定必须是含有元素锂的电极10。在最佳实施例中，第三电极是锂金属或含有元素锂的合金。标号12表示外部电源，为可再充电锂电池的预充电过程步骤提供电流。围绕示意画出的可再充电锂电池组元的虚线14表示常规的保护层、集电器和电引线，这些在预充电步骤之后包围着可再充电锂电池。
为了清楚起见，在当前的描述中应该理解，锂电池的预充电是指，通过把正电位施加到起锂离子源作用的一个第三电极上，把第一次传送的锂离子添加在阳极或负极的碳颗粒中。在预充电步骤中，借助于称之为临时电解质的非水电解质，把第三电极连接到锂电池的正极上。在已经发生预充电之后，把临时电解质从锂电池上拆除。
应该注意到，在预充电步骤中不可能充分地充电可再充电锂电池，并且在把可再充电锂电池与第三电极及其电解质分开、并以常规方式密封和包装之后，锂电池可能仍需要附加充电。在预充电步骤中电池是完全充电还是部分充电，取决于阴极活性材料的成分，并且可能还受设备的其他方面支配。可选择的是，允许完全预充电的锂电池放电以达到其常规的低电压电平，然后再包装和密封。
本发明的重要特征之一是，在预充电步骤中在图1上所表示为4的电解质与带有含锂碳颗粒的阳极2之间的粘结，在可再充电锂电池以后的密封和包装中不受干扰或被中断。换句话说，在预充电步骤中经其传送锂的电解质-阳极界面，与在使用本发明的可再充电锂电池时、在以后发生的充电-放电步骤中所用的相同。
上述预充电过程可以用于平板的、螺旋缠绕的和钮扣形状的可再充电锂电池。
可再充电锂电池的可逆容量比率称为组装的锂电池的总可逆容量，并按锂电池活性成分的总重量以毫安-小时表示(mAh/gt)，活性成分的总重量是包括在锂电池中的阳极活性材料、阴极活性材料和非水电解质的重量之和。根据本发明制成的可再充电锂电池的可逆容量通常不比电极的较小可逆容量值低多少。应该注意到，在实际应用中在可再充电锂电池内的电极可逆容量值彼此相近。
现在通过工作实例说明本发明。
实例1
以常规方式通过以受控的电流电平施加4.2伏到其外部引线上，给商用平板可再充电锂电池A充电，以便在24小时的时段内完成充电，电池A带有作为阴极活性成分的锂-钴氧化物和作为阳极活性成分的石墨。在充电之后，电池A呈现4.05伏的完全电池电压。电池A带有由平均颗粒尺寸为15μ的石墨制成的、含有5wt％的聚氟乙烯粘合剂的常规阳极膜。电池A的电解质是用1∶1比率混合的碳酸亚乙酯-碳酸二乙酯浸渍的、含有1.0摩尔浓度的LiPF6的多孔聚乙烯。众所周知，常规锂-钴氧化物具有123mAh/g的可逆容量比率。在电池中所使用的石墨的阳极可逆容量比率是370mAh/g。以通常的方式测量电池A的可逆容量，并在以后分离和分析电池A的成分层。然后得到锂电池A的可逆容量比率为52mAh/gt；在计算中，gt是在电池A的100cm2面积中包括的阳极活性石墨、阴极活性锂-钴氧化物和浸渍微孔聚乙烯电解质的重量之和。发现电池A的100cm2段含有1.35克阳极活性石墨颗粒和6.08克阴极活性锂-钴氧化物，就是说，发现分别在阳极和阴极层中的石墨与锂-钴氧化物的重量比是4∶18。计算出了电池A的阳极容量与阴极容量的比值，即：mAh/gaxwa除以mAh/gcxwc＝370×1.35∶123×6.08＝0.67。这一比率远低于1，因而表示多余重量携带在阴极中。
电池B由与电池A相同的商用锂-钴氧化物和石墨颗粒组成，分别在阳极和阴极中使用相同量的聚氟乙烯粘合剂和其他添加剂，然而，阳极活性石墨颗粒与阴极活性锂-钴氧化物的重量比是4∶13.2。电池B的电解质具有与电池A相同的成分，但电池B每单位面积的重量低于电池A。组装的锂电池B浸入由碳酸亚乙酯-碳酸二乙酯制成的、含有1.0摩尔浓度的LiPF6的电解液中。安装在不锈钢支架上的1mm厚100mm宽的锂箔也浸入在该电解液中。把4.2伏的直流电位施加在锂箔-第三电极与含有用作负活性材料的石墨颗粒的锂电池B的阳极之间，后者在电路中带有负极性。施加直流直到锂电池B的阳极相对于电池B的带有锂-钴氧化物的阴极达到2.9伏的电位。然后把电池B与预充电直流电位脱开，并从临时电解质中取出。以后把电池B装上适当的集电器和引线，并且以常规的方式密封。然后把电池B充电到能够以常规方式达到的完全电位值，即4.05伏。
使电池B经受几次充电-放电循环，并且发现在类似的循环条件下它表现得正如电池A那样令人满意。
在以后的一系列试验中，首先在25mA(毫安)电流下的充电和放电循环中测量电池B的容量，接着是在40mA电流下的充电和放电循环中进行测量。在电池B的循环中表明的可逆容量表示在图2上，表示根据本发明制成的可再充电锂电池具有很高的容量，并且能够使之工作可靠。
在循环系列之后拆开电池B，并称重和分析100cm2面积中的相关成分层。发现电池B含有1.35克石墨和在相应的电池B阴极层体积中的4.42克锂-钴氧化物。因而，发现阳极与阴极的可逆容量比率是mAh/gaxwa∶mAh/gcxwc＝370×1.35∶123×4.42＝0.92，表示与电池A相比，电池B单位重量的能量输出有了显著增大。
发现电池B的可逆容量比率是64mAh/gt，这也表示与电池A相比有了增大。
与电池A的272瓦特.小时/升和116瓦特.小时/千克相比，发现电池B的能量密度是335瓦特.小时/升和142瓦特.小时/千克。
实例2
以常规方式通过以受控的电流电平施加4.2伏到其外部引线上，给商用平板可再充电锂电池C充电，以便在24小时的时段内完成充电，电池C带有作为阴极活性成分的锂-锰氧化物和作为阳极活性成分的石墨。在充电之后，电池C呈现3.85伏的完全电池电压。电池C带有由平均颗粒尺寸为15μ的石墨制成的、含有5wt％的聚氟乙烯粘合剂的常规阳极膜。电池C的电解质是用1∶1比率混合的碳酸亚乙酯-碳酸二乙酯浸渍的、含有1.0摩尔浓度的LiPF6的多孔聚乙烯。众所周知，常规锂-锰氧化物具有142mAh/g的可逆容量比率。在电池中所使用的石墨的阳极可逆容量比率是370mAh/g。发现锂电池C的可逆容量比率为57mAh/gt；在计算中，gt是在电池C的100cm2面积中包括的阳极活性石墨、阴极活性锂-锰氧化物和浸渍微孔聚乙烯电解质的重量之和。以后分离和分析电池C的成分层。发现在电池C的100cm2段中，分别在阳极和阴极层中阳极活性石墨与阴极活性锂-锰氧化物的重量比是4∶15.7或1.35克比5.30克。计算出了电池C的阳极容量与阴极容量的比值，即mAh/gaxwa除以mAh/gcxwc＝370×1.35∶142×5.30＝0.66。这一比率远低于1，因而表示多余重量携带在电池C的阴极中。
电池D由与电池C相同的商用锂-锰氧化物和石墨颗粒组成，分别在阳极和阴极中使用相同量的聚氟乙烯粘合剂和其他添加剂，然而，把阳极活性石墨颗粒与阴极活性锂-锰氧化物的重量比调整为4∶11.6。电池D的电解质具有与电池C相同的成分。因而电池D每单位面积的重量低于电池C。组装的锂电池D浸入由碳酸亚乙酯-碳酸二乙酯制成的、含有1.0摩尔浓度的LiPF6的电解液中。安装在不锈钢支架上的1mm厚100mm宽的锂箔也浸入在该电解液中。把4.2伏的电位施加在锂箔-第三电极与含有用作负活性材料的石墨颗粒的锂电池中的阳极之间，后者在电路中带有负极性。施加电流直到锂电池D的阳极相对于电池D的带有锂-锰氧化物的阴极达到2.75伏的电位。然后把电池D与预充电电位脱开，并从临时电解质中取出。以后把电池D装上适当的集电器和引线，并且以常规的方式密封。最后，把电池D以常规方式充电到能够达到的完全电位值，即3.85伏。
使电池D经受10次充电-放电循环，并且发现在类似的循环条件下表现得正如电池C那样令人满意。
在10次循环后拆开电池D，并称重和分析100cm2面积中的相关成分层。发现电池D含有1.35克石墨颗粒和在相应的电池D阴极层体积中的3.92克锂-锰氧化物。因而，发现阳极与阴极的可逆容量比率是：mAh/gaxwa∶mAh/gcxwc＝370×1.35∶142×3.92
＝0.90，表示与电池C相比，电池D单位重量的能量输出有了显著增大。
发现电池D的可逆容量比率是70mAh/gt，这也表示与电池C相比有了增大。
与电池C的284瓦特.小时/升和121瓦特.小时/千克相比，发现电池D的能量密度是345瓦特.小时/升和146瓦特.小时/千克。
实例3
以常规方式使用分别作为阳极和阴极活性材料的商用石墨和锂-镍氧化物、以及由含有1.0摩尔浓度的LiPF6的聚乙烯氧化物制成的传导锂离子的电解质三者建造的可再充电锂电池E的容量，与根据本发明制成的含有与电池E相类似成分的可再充电锂电池的容量相似。在电池阳极中所使用的石墨具有类似于实例1和2中的质量和颗粒尺寸。以对于电池A、B、C、和D所做的类似方式把常规的含有锂-镍氧化物的电池E完全充电，并且电池E具有类似的成分和性能参数。已知锂-镍氧化物的可逆容量比率是147mAh/g。在常规电池E中石墨与锂-镍氧化物的重量比是4∶15.1，或者在电池E的100cm2面积中含有1.35克的石墨颗粒和5.10克的锂-镍氧化物。发现在电池E的情况下mAh/gaxwa∶mAh/gcxwc＝370×1.35∶147×5.10的比值是0.67。根据电极活性材料和电池E中含有的电解质总重量，计算出电池E的可逆容量比率为59.5mAh/gt。
制成电池F它含有与电池E相同类型的商用电极活性和电解质材料，然而，在电池F的情况下阳极活性碳与阴极活性锂-镍氧化物的重量比是4∶11.2，在所有其他方面电池F类似于锂电池E。组装的锂电池F浸入由碳酸亚乙酯-碳酸二乙酯制成的、含有1.0摩尔浓度的LiPF6的电解液中。安装在不锈钢支架上的1mm厚100mm宽的锂箔也浸入在该电解液中。把4.2伏的电位施加在锂箔-第三电极与含有用作负活性材料的石墨颗粒的锂电池的阳极之间，后者在电路中带有负极性。施加电流直到锂电池F的阳极相对于锂电池F的带有锂-镍氧化物的阴极达到2.7伏的电位；然后把电池F与预充电电位脱开，并从电解质中取出。然后把部分充电的电池F装上适当的集电器和引线，并且以常规的方式密封。最后，把电池F以常规方式充电到能够达到的完全电位值，即3.80伏。
使电池F经受10次充电-放电循环，并且发现在类似的循环条件下表现得正如电池E那样令人满意。
在10次循环后拆开电池F，并称重和分析100cm2面积中的相关成分层。发现电池F含有1.35克石墨颗粒和在相应的电池F阴极层体积中的3.78克锂-镍氧化物。因而，发现阳极与阴极的可逆容量比率是：mAh/gaxwa∶mAh/gcxwc＝370×1.35∶147×3.78
＝0.90，表示与电池E相比，电池F单位重量的能量输出有了显著增大。
发现电池F的可逆容量比率是73.1mAh/gt，这也表示与电池E相比有了增大。
与电池E的291瓦特.小时/升和124瓦特.小时/千克相比，发现电池F的能量密度是350瓦特.小时/升和151瓦特.小时/千克。
在实例1、2、和3中讨论的锂电池的特征化结果表示在表1中。
已经表明，根据本发明已经预充电的可再充电锂电池工作良好，而且这些锂电池与常规的可再充电锂电池相比减小了重量，因而增大了单位电池重量和体积的能量密度。
上文已经描述了本发明的原理、最佳实施例和操作模式。然而，本发明不应该理解为受所讨论的具体实施例的限制。相反，上述实施例应该认为是说明性的而不是限制性的，并且应该理解熟悉本专业的技术人员可以对这些实施例进行变更，而不脱离如下权利要求书所限定的本发明的范围。
表1
  电池 每100cm2阴极活性材料的重量   电压  每升的瓦特.小时  每千克的瓦特.小时
    ABCDEF   LixCoO2  6.08克LixCoO2  4.42克LixMn2O4 5.30克LixMn2O4 3.92克LixNiO2  5.10克LixNiO2  3.78克     4.054.053.853.853.803.80     272335284345291350     116142121146124151

Claims (12)

1.一种改进的可再充电锂电池，其中，所述可再充电锂电池带有：一个包括一种过渡金属化合物的正极，该过渡金属化合物能够在其结构中加入作为正活性材料的锂离子；一个含有碳颗粒的负极，这些碳颗粒能够添加作为阳极中负活性材料的锂离子；一个传导锂离子的非水电解质；及分布在电极与带有非水锂离子的电解质之间的全部锂离子，所述可再充电锂电池具有一个以电池的每克重量的毫安一小时度量的容量(mAh/gt)、一个阳极可逆容量比率(mAh/ga)、和一个阴极可逆容量比率(mAh/gc)；其改进包括：调整所述负极中负活性材料的重量(wa)和正极中正活性材料的重量(wc)，使所述阳极可逆容量比率乘以含在所述可再充电锂电池中的负活性材料的所述重量、与所述阴极可逆容量比率乘以含在所述可再充电锂离子电池中的正活性材料的所述重量的比值是：mAh/ga×Wa∶mAh/gcxwc＝0.85-1.15，从而提供具有至少320瓦特.小时/升能量密度的可再充电锂电池。
2.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，所述可再充电锂电池是一个具有至少130瓦特.小时/千克能量密度的平板电池。
3.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，在组装包括在所述可再充电锂电池内的所述正极、所述负极和传导锂离子的所述非水电解质之后，但在包装和密封所述可再充电锂电池之前，已经在能够添加锂离子的所述碳颗粒中加入了在所述可再充电锂电池中的所述锂离子总量中的一部分。
4.根据权利要求3所述的可再充电锂电池，其中，已经通过一种使用一个第三电极的电解方法在所述碳颗粒中加入了所述总量锂离子中的所述部分，该第三电极包括由元素锂、锂合金和含有锂的化合物组成的组中之一。
5.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，能够在其结构中加入锂离子的过渡金属化合物是过渡金属硫族化物。
6.根据权利要求5所述的可再充电锂电池，其中，从由如下化合物组成的组中选择能够在其结构中加入锂离子的过渡金属硫族化物：氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化钒、氧化铬、氧化铜、氧化钨及其合金氧化物、硫化钛和硫化铁。
7.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，传导锂离子的非水电解质是含有锂离子的固体聚合物电解质。
8.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，传导锂离子的非水电解质是用含锂有机液体浸渍过的微孔聚合物。
9.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，从由如下物质组成的组中选择能够添加锂离子的碳颗粒：石油焦、玻璃状碳颗粒、石墨颗粒和小于60μ尺寸的碳颗粒。
10.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，使用氧化钴作为能够在其结构中加入锂离子的过渡金属化合物，所述氧化钴具有在123±5mAh/g范围内的阴极可逆容量比率。
11.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，使用氧化锰作为能够在其结构中加入锂离子的过渡金属化合物，所述氧化锰具有在142 5mAh/g范围内的阴极可逆容量比率。
12.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，使用氧化镍作为能够在其结构中加入锂离子的过渡金属化合物，所述氧化镍具有在147±5mAh/g范围内的阴极可逆容量比率。
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DE (1) DE69707622T2 (zh)
WO (1) WO1997031401A1 (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003030293A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Xiaoping Ren Secondary lithium ion cell or battery, and protecting circuit, electronic device and charging device of the same
CN101507017B (zh) * 2006-08-25 2011-10-05 株式会社Lg化学 高可逆锂嵌入性电极活性材料、其制备方法、含有该活性材料的电极及二次电池
CN102456927A (zh) * 2010-10-30 2012-05-16 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池制造方法
CN101529645B (zh) * 2006-10-25 2012-07-04 奥克斯能源有限公司 高比能锂-硫电池组及其运行方法
CN103988356A (zh) * 2012-11-22 2014-08-13 Lg化学株式会社 包含具有相同宽度和不同长度的电极单元的电极组件以及包含所述电极组件的电池单元和装置
US9123967B2 (en) 2012-04-20 2015-09-01 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode assembly having predetermined a reversible capacitance ratio in the interface between electrode units, battery cell and device comprising the same
CN105993089A (zh) * 2014-02-11 2016-10-05 雷诺两合公司 包含富锂正极和基于石墨的负极的锂离子电池
CN109906531A (zh) * 2016-11-11 2019-06-18 日本碍子株式会社 二次电池
CN110896143A (zh) * 2018-09-13 2020-03-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池
CN111682269A (zh) * 2019-03-11 2020-09-18 株式会社东芝 二次电池系统、二次电池和组装电池系统
CN113519075A (zh) * 2018-12-14 2021-10-19 太瓦技术公司 电动交通工具用电池单元中的预锂化阳极
US11545847B2 (en) * 2017-07-28 2023-01-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. Charging device and charging method

Families Citing this family (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980702606A (ko) * 1995-03-06 1998-08-05 무네유키 가코우 비수성 이차전지
IT1283968B1 (it) * 1996-03-29 1998-05-07 Consiglio Nazionale Ricerche Batteria ricaricabile al litio o a ioni-litio in grado di sostenere prolungate ciclazioni.
EP1009056B1 (en) * 1997-05-27 2007-04-04 TDK Corporation Non-aqueous electrolyte secondary battery
DE19845668A1 (de) * 1998-10-05 2000-04-06 Varta Batterie Sekundäre Lithium-Ionen-Zelle
DE60143873D1 (de) * 2000-03-07 2011-03-03 Teijin Ltd Lithiumionen-sekundärzelle, separator, zellenpack und ladeverfahren
US6881438B2 (en) * 2000-03-07 2005-04-19 Teijin Limited Process for production of composite porous film
US7094497B2 (en) * 2000-03-07 2006-08-22 Teijin Limited Separator for lithium ion secondary battery
US7172836B2 (en) 2001-03-30 2007-02-06 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte battery and method for manufacturing it, and positive active material, and method for producing it
US8394522B2 (en) 2002-08-09 2013-03-12 Infinite Power Solutions, Inc. Robust metal film encapsulation
US7993773B2 (en) 2002-08-09 2011-08-09 Infinite Power Solutions, Inc. Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate
US20070264564A1 (en) 2006-03-16 2007-11-15 Infinite Power Solutions, Inc. Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof
US8404376B2 (en) 2002-08-09 2013-03-26 Infinite Power Solutions, Inc. Metal film encapsulation
US8431264B2 (en) * 2002-08-09 2013-04-30 Infinite Power Solutions, Inc. Hybrid thin-film battery
US8021778B2 (en) 2002-08-09 2011-09-20 Infinite Power Solutions, Inc. Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate
US8445130B2 (en) * 2002-08-09 2013-05-21 Infinite Power Solutions, Inc. Hybrid thin-film battery
US8236443B2 (en) * 2002-08-09 2012-08-07 Infinite Power Solutions, Inc. Metal film encapsulation
JP4984390B2 (ja) * 2002-11-05 2012-07-25 株式会社Ｇｓユアサ 非水電解質二次電池の充電方法
KR100874199B1 (ko) * 2002-12-26 2008-12-15 후지 주코교 카부시키카이샤 축전장치 및 축전장치의 제조방법
US8728285B2 (en) * 2003-05-23 2014-05-20 Demaray, Llc Transparent conductive oxides
US7959769B2 (en) * 2004-12-08 2011-06-14 Infinite Power Solutions, Inc. Deposition of LiCoO2
DE602005017512D1 (de) 2004-12-08 2009-12-17 Symmorphix Inc Abscheidung von licoo2
JP2008536272A (ja) * 2005-04-15 2008-09-04 アヴェスター リミティッド パートナーシップ リチウムイオンのロッキングチェア可充電電池
JP4963186B2 (ja) * 2006-03-31 2012-06-27 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
US7846571B2 (en) * 2006-06-28 2010-12-07 Robert Bosch Gmbh Lithium reservoir system and method for rechargeable lithium ion batteries
US20080067972A1 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Norio Takami Power supply system and motor car
WO2008036283A2 (en) * 2006-09-19 2008-03-27 Leonard Terrence W Heated glove
US8062708B2 (en) * 2006-09-29 2011-11-22 Infinite Power Solutions, Inc. Masking of and material constraint for depositing battery layers on flexible substrates
KR101487862B1 (ko) * 2006-10-25 2015-01-30 옥시스 에너지 리미티드 높은 비에너지를 가진 리튬-황 전지 및 그의 작동 방법
US8197781B2 (en) * 2006-11-07 2012-06-12 Infinite Power Solutions, Inc. Sputtering target of Li3PO4 and method for producing same
JP4779985B2 (ja) * 2007-02-07 2011-09-28 トヨタ自動車株式会社 予備ドープ前リチウムイオン電池、およびリチウムイオン電池の製造方法
WO2008147751A1 (en) * 2007-05-22 2008-12-04 Tiax, Llc Non-aqueous electrolytes and electrochemical devices including the same
TWI441937B (zh) * 2007-12-21 2014-06-21 Infinite Power Solutions Inc 形成用於電解質薄膜之濺鍍靶材的方法
US8268488B2 (en) 2007-12-21 2012-09-18 Infinite Power Solutions, Inc. Thin film electrolyte for thin film batteries
US8518581B2 (en) 2008-01-11 2013-08-27 Inifinite Power Solutions, Inc. Thin film encapsulation for thin film batteries and other devices
DE102008008483B4 (de) 2008-02-08 2021-08-05 Volkswagen Ag Festpolymerelektrolyt-Werkstoff, Festpolymerelektrolyt-Folie und Verfahren für ihre Herstellung sowie elektrochemische Batterievorrichtung mit einer solchen Folie
CN101983469B (zh) * 2008-04-02 2014-06-04 无穷动力解决方案股份有限公司 与能量采集关联的储能装置的无源过电压/欠电压控制和保护
US8906523B2 (en) 2008-08-11 2014-12-09 Infinite Power Solutions, Inc. Energy device with integral collector surface for electromagnetic energy harvesting and method thereof
WO2010030743A1 (en) * 2008-09-12 2010-03-18 Infinite Power Solutions, Inc. Energy device with integral conductive surface for data communication via electromagnetic energy and method thereof
US8508193B2 (en) * 2008-10-08 2013-08-13 Infinite Power Solutions, Inc. Environmentally-powered wireless sensor module
US8158282B2 (en) * 2008-11-13 2012-04-17 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing prelithiated anodes for secondary lithium ion batteries
US8241793B2 (en) * 2009-01-02 2012-08-14 Nanotek Instruments, Inc. Secondary lithium ion battery containing a prelithiated anode
CN102439778B (zh) * 2009-05-20 2016-02-10 萨普拉斯特研究有限责任公司 用于将电化学器件集成到固定设施之内或之上的方法
US8599572B2 (en) * 2009-09-01 2013-12-03 Infinite Power Solutions, Inc. Printed circuit board with integrated thin film battery
TW201133983A (en) 2009-11-03 2011-10-01 Envia Systems Inc High capacity anode materials for lithium ion batteries
CN102947976B (zh) 2010-06-07 2018-03-16 萨普拉斯特研究有限责任公司 可充电、高密度的电化学设备
US9166222B2 (en) 2010-11-02 2015-10-20 Envia Systems, Inc. Lithium ion batteries with supplemental lithium
DE102010044008A1 (de) * 2010-11-16 2012-05-16 Varta Micro Innovation Gmbh Lithium-Ionen-Zelle mit verbessertem Alterungsverhalten
CN102487151B (zh) * 2010-12-02 2014-10-08 比亚迪股份有限公司 一种锂离子二次电池
US20120219841A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Applied Materials, Inc. Lithium ion cell design apparatus and method
US9601228B2 (en) 2011-05-16 2017-03-21 Envia Systems, Inc. Silicon oxide based high capacity anode materials for lithium ion batteries
US9385397B2 (en) 2011-08-19 2016-07-05 Nanotek Instruments, Inc. Prelithiated current collector and secondary lithium cells containing same
CA2857491C (en) 2011-12-01 2022-01-04 Robert W. Grant Method for alkaliating anodes
US10128491B2 (en) 2011-12-01 2018-11-13 Nanoscale Components, Inc. Method for alkaliating electrodes
US9139441B2 (en) 2012-01-19 2015-09-22 Envia Systems, Inc. Porous silicon based anode material formed using metal reduction
US10553871B2 (en) 2012-05-04 2020-02-04 Zenlabs Energy, Inc. Battery cell engineering and design to reach high energy
US9780358B2 (en) 2012-05-04 2017-10-03 Zenlabs Energy, Inc. Battery designs with high capacity anode materials and cathode materials
ES2763631T3 (es) 2013-01-30 2020-05-29 Nanoscale Components Inc Introducción gradual de litio en el ánodo pre-tratado con litio de una celda electroquímica de iones de litio
KR101603635B1 (ko) * 2013-04-11 2016-03-15 주식회사 엘지화학 면적이 서로 다른 전극들을 포함하고 있는 전극 적층체 및 이를 포함하는 이차전지
US11476494B2 (en) 2013-08-16 2022-10-18 Zenlabs Energy, Inc. Lithium ion batteries with high capacity anode active material and good cycling for consumer electronics
JP2016027562A (ja) * 2014-07-04 2016-02-18 株式会社半導体エネルギー研究所 二次電池の作製方法及び製造装置
JP6723023B2 (ja) 2015-02-24 2020-07-15 株式会社半導体エネルギー研究所 二次電池用電極の製造方法
FR3042914B1 (fr) 2015-10-21 2017-11-17 Renault Procede de fabrication d'un accumulateur du type lithium-ion
FR3042915B1 (fr) 2015-10-21 2017-12-15 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un accumulateur du type sodium-ion
WO2017177036A1 (en) 2016-04-06 2017-10-12 Crompton Kyle NEAR ZERO VOLT STORAGE TOLERANT ELECTROCHEMICAL CELLS THROUGH REVERSIBLE Ion MANAGEMENT
KR20200026965A (ko) 2017-07-10 2020-03-11 나노스캐일 컴포넌츠, 인코포레이티드 애노드 상에 sei 층을 형성하기 위한 방법
FR3074967B1 (fr) 2017-12-08 2021-04-23 Commissariat Energie Atomique Collecteur de courant et ensemble collecteur de courant-electrode pour accumulateur fonctionnant selon le principe d'insertion et desinsertion ionique
US11094925B2 (en) 2017-12-22 2021-08-17 Zenlabs Energy, Inc. Electrodes with silicon oxide active materials for lithium ion cells achieving high capacity, high energy density and long cycle life performance
KR102339127B1 (ko) * 2020-05-26 2021-12-15 전북대학교산학협력단 플렉서블 슈퍼 커패시터용 전이금속 칼코게나이드, 이를 포함하는 플렉서블 슈퍼 커패시터 및 이의 제조방법
FR3130456B1 (fr) 2021-12-09 2024-04-26 Commissariat Energie Atomique Electrodes positives specifiques comprenant un sel specifique pour accumulateur du type metal alcalin-ion

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4980250A (en) * 1986-05-13 1990-12-25 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Secondary battery
JP3028582B2 (ja) * 1990-10-09 2000-04-04 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
DE4101533A1 (de) * 1991-01-19 1992-07-23 Varta Batterie Elektrochemisches sekundaerelement
JPH05101818A (ja) * 1991-08-07 1993-04-23 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 負極用炭素成形体及びリチウム二次電池
US5340670A (en) * 1992-06-01 1994-08-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Lithium secondary battery and method of manufacturing carbonaceous material for negative electrode of the battery
US5422203A (en) * 1992-09-28 1995-06-06 Bell Communications Research, Inc. Rapid reversible intercalation of lithium into carbon secondary battery electrodes
US5436093A (en) * 1993-04-30 1995-07-25 California Institute Of Technology Method for fabricating carbon/lithium-ion electrode for rechargeable lithium cell
DE69404901T2 (de) * 1993-05-14 1998-03-12 Sharp Kk Lithium Sekundärbatterie
FR2724490B1 (fr) * 1994-09-09 1996-10-25 Lorraine Carbone Electrode composite carbone/polymere pour generateur electrochimique rechargeable au lithium
US5595837A (en) * 1995-04-12 1997-01-21 Valence Technology, Inc. Process for prelithiation of carbon based anodes for lithium batteries
DE69605362T2 (de) * 1995-07-03 2000-06-21 Gen Motors Corp Verfahren zur Herstellung von deaktivierten kohlenstoffhaltigen Anoden

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003030293A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Xiaoping Ren Secondary lithium ion cell or battery, and protecting circuit, electronic device and charging device of the same
US7749641B2 (en) 2001-09-28 2010-07-06 Xiaoping Ren Secondary lithium ion cell or battery, and protecting circuit, electronic device, and charging device of the same
CN101507017B (zh) * 2006-08-25 2011-10-05 株式会社Lg化学 高可逆锂嵌入性电极活性材料、其制备方法、含有该活性材料的电极及二次电池
CN101529645B (zh) * 2006-10-25 2012-07-04 奥克斯能源有限公司 高比能锂-硫电池组及其运行方法
CN102456927A (zh) * 2010-10-30 2012-05-16 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池制造方法
CN102456927B (zh) * 2010-10-30 2014-05-28 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池制造方法
US9263760B2 (en) 2012-04-20 2016-02-16 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode assembly having predetermined a reversible capacitance ratio in the interface between electrode units, battery cell and device comprising the same
US9123967B2 (en) 2012-04-20 2015-09-01 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode assembly having predetermined a reversible capacitance ratio in the interface between electrode units, battery cell and device comprising the same
US9627708B2 (en) 2012-04-20 2017-04-18 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode assembly having predetermined a thickness ratio in the interface between electrode units, battery cell and device comprising the same
US9431674B2 (en) 2012-04-20 2016-08-30 Lg Chem, Ltd. Balanced stepped electrode assembly, and battery cell and device comprising the same
CN103988356A (zh) * 2012-11-22 2014-08-13 Lg化学株式会社 包含具有相同宽度和不同长度的电极单元的电极组件以及包含所述电极组件的电池单元和装置
US9236631B2 (en) 2012-11-22 2016-01-12 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly including electrode units having the same width and different lengths, and battery cell and device including the electrode assembly
CN103988356B (zh) * 2012-11-22 2015-11-25 Lg化学株式会社 包含具有相同宽度和不同长度的电极单元的电极组件以及包含所述电极组件的电池单元和装置
CN105993089A (zh) * 2014-02-11 2016-10-05 雷诺两合公司 包含富锂正极和基于石墨的负极的锂离子电池
CN109906531A (zh) * 2016-11-11 2019-06-18 日本碍子株式会社 二次电池
CN109906531B (zh) * 2016-11-11 2022-05-13 日本碍子株式会社 二次电池
US11545847B2 (en) * 2017-07-28 2023-01-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. Charging device and charging method
CN110896143A (zh) * 2018-09-13 2020-03-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池
CN110896143B (zh) * 2018-09-13 2021-08-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池
CN113519075A (zh) * 2018-12-14 2021-10-19 太瓦技术公司 电动交通工具用电池单元中的预锂化阳极
CN111682269A (zh) * 2019-03-11 2020-09-18 株式会社东芝 二次电池系统、二次电池和组装电池系统
CN111682269B (zh) * 2019-03-11 2023-08-15 株式会社东芝 二次电池系统、二次电池和组装电池系统

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