ES3033907T3 - Separator including coating layer of lithium-containing composite, lithium secondary battery including the same, and method for manufacturing the secondary battery - Google Patents

Separator including coating layer of lithium-containing composite, lithium secondary battery including the same, and method for manufacturing the secondary battery

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ES3033907T3 ES19771302T ES19771302T ES3033907T3 ES 3033907 T3 ES3033907 T3 ES 3033907T3 ES 19771302 T ES19771302 T ES 19771302T ES 19771302 T ES19771302 T ES 19771302T ES 3033907 T3 ES3033907 T3 ES 3033907T3
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Sang-Wook Woo
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Abstract

La presente invención se refiere a un separador, a una batería secundaria de litio que lo comprende y a un método para su fabricación. El separador comprende: un sustrato polimérico poroso con múltiples poros; y una capa de recubrimiento de un compuesto que contiene litio, formada sobre al menos una superficie del sustrato polimérico poroso, que incluye múltiples compuestos que contienen litio y un aglutinante ubicado sobre al menos una parte de la superficie del compuesto para conectar y fijar los compuestos. El compuesto contiene un compuesto que contiene litio y una película de pasivación formada sobre la superficie del compuesto, la cual tiene una interfaz electrolítica sólida (ISE). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Separador que incluye una capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio, batería secundaria de litio que incluye el mismo, y método para fabricar la batería secundaria
Campo técnico
La presente solicitud reivindica prioridad sobre la solicitud de patente coreana n.° 10-2018-0032220 presentada el 20 de marzo de 2018 en la República de Corea. La presente divulgación se refiere a un separador que incluye una capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio. Más particularmente, la presente divulgación se refiere a un separador que incluye una capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio capaz de complementar la capacidad irreversible de un electrodo negativo, a una batería secundaria de litio que incluye el mismo, y a un método para fabricar la batería secundaria.
Antecedentes de la técnica
A medida que han aumentado el desarrollo tecnológico y la demanda de instrumentos móviles, las baterías secundarias recargables han tenido una demanda cada vez mayor como fuentes de energía. Entre tales baterías secundarias, se han comercializado y usado ampliamente las baterías secundarias de litio que tienen alta densidad de energía y tensión, larga duración de vida útil por ciclo y baja tasa de descarga.
Una batería secundaria de litio incluye un electrodo positivo, un electrodo negativo, un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo para aislarlos entre sí y un electrolito que se comunica electroquímicamente con el electrodo positivo y el electrodo negativo.
Una batería secundaria de litio de este tipo generalmente se obtiene usando un compuesto con litio intercalado, tal como LiCoO2 o LiMn2O4 para el electrodo positivo, y un compuesto sin litio intercalado, tal como un material carbonoso o a base de Si para el electrodo negativo. Durante la carga, los iones de litio intercalados en el electrodo positivo se mueven al electrodo negativo a través del electrolito. Durante la descarga, los iones de litio se mueven de vuelta al electrodo positivo desde el electrodo negativo. Durante la carga, el litio que se mueve desde el electrodo positivo hasta el electrodo negativo reacciona con el electrolito para formar una especie de película de pasivación, interfase de sólido-electrolito (SEI), sobre la superficie del electrodo negativo. La SEI inhibe el transporte de electrones necesarios para la reacción del electrodo negativo con el electrolito para evitar la descomposición del electrolito, estabilizando de ese modo la estructura del electrodo negativo. Por otro lado, la formación de SEI es irreversible y provoca el consumo de iones de litio. En otras palabras, el litio consumido durante la formación de SEI no puede devolverse al electrodo positivo durante el procedimiento de descarga posterior, lo que da como resultado una caída en la capacidad de la batería. Esto se denomina capacidad irreversible. Además, dado que la eficiencia de carga/descarga del electrodo positivo y del electrodo negativo de una batería secundaria no es perfectamente del 100 %, se genera un consumo de iones de litio, a medida que avanzan los ciclos, que provoca una caída en la capacidad del electrodo, lo que da como resultado una degradación de la duración de la vida útil por ciclo. Particularmente, cuando se usa un material a base de Si para el electrodo negativo con el propósito de lograr alta capacidad, la capacidad irreversible inicial es alta y la eficiencia inicial es baja debido al agotamiento de litio.
Por tanto, ha intentado realizarse una litiación previa para reducir la irreversibilidad inicial de un electrodo negativo. En otras palabras, antes de fabricar una batería, se lleva a cabo de manera preliminar una reacción irreversible de un electrodo negativo o se intercala algo de litio en el electrodo negativo con antelación para asegurar la reversibilidad inicial con el fin de mejorar las características de capacidad y electroquímicas de una batería. Cuando se usa metal de litio directamente para tal litiación previa, el propio litio reacciona fácilmente con el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de carbono, ya que es inestable en el aire. Por tanto, el litio es difícil manejar y existe un alto riesgo de incendio y explosión.
Divulgación
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por tanto, la presente divulgación se refiere a proporcionar un separador que complementa la capacidad irreversible de un electrodo negativo de manera más eficiente para mejorar las características de eficiencia inicial y vida útil, y una batería secundaria de litio que incluye el mismo.
La presente divulgación también se refiere a proporcionar un método para fabricar la batería secundaria de litio.Solución técnica
La solución se expone en el juego de reivindicaciones adjunto.
Efectos ventajosos
El separador según una realización de la presente divulgación incluye una capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio que tiene una película de SEI sobre la superficie enfrentada a un electrodo negativo. Por tanto, cuando se aplica a una batería secundaria de litio, se realiza una litiación previa de manera que los iones de litio presentes en la capa de recubrimiento del material compuesto que contiene litio del separador reaccionen con un electrolito durante la carga y, por tanto, se intercalen en el electrodo negativo. Por tanto, es posible complementar la cantidad de litio consumida mediante la formación de una película de SEI en el electrodo negativo. Como resultado, es posible garantizar la reversibilidad inicial y la eficiencia inicial y mejorar la vida útil de una batería.
Además, la capa de recubrimiento del material compuesto que contiene litio se forma sobre el sustrato de polímero poroso no afectado por el agua, lo que proporciona una ventaja en la fabricación de una batería secundaria de litio.
Descripción de los dibujos
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mayor comprensión de las características técnicas de la presente divulgación y, por tanto, la presente divulgación no se interpreta como limitada al dibujo.
La figura 1 es una vista esquemática que ilustra la estructura del separador según una realización de la presente divulgación.
Las figuras 2a a 2c muestran vistas esquemáticas que ilustran el procedimiento de fabricación de un separador y una batería secundaria de litio que incluye el mismo según una realización de la presente divulgación.
Las figuras 3 y 4 muestran imágenes de microscopio electrónico de barrido (SEM) que ilustran el estado de la superficie de un material compuesto que contiene litio obtenido durante la fabricación de un separador según el ejemplo 1 y el ejemplo comparativo 1, respectivamente.
Mejor modo
A continuación en el presente documento, debe entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a significados generales y de diccionario, sino que deben interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación sobre la base del principio de que el inventor está autorizado a definir los términos apropiadamente para la mejor explicación.
En un aspecto, se proporciona un separador para un dispositivo electroquímico. El separador incluye un sustrato de polímero poroso que tiene una pluralidad de poros y una capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio formada sobre al menos una superficie del mismo. La figura 1 es una vista esquemática que ilustra la estructura del separador según una realización de la presente divulgación.
Tal como se muestra en la figura 1, el separador 30 incluye: un sustrato 32 de polímero poroso; y una capa 34 de recubrimiento de material compuesto que contiene litio formada sobre al menos una superficie del sustrato de polímero poroso. En el presente documento, la capa 34 de recubrimiento de material compuesto que contiene litio incluye un material compuesto que contiene litio (c). La capa 34 de recubrimiento de material compuesto que contiene litio incluye una pluralidad de partículas de material compuesto que contiene litio y un aglutinante colocado sobre la totalidad o una parte de la superficie de los materiales compuestos que contienen litio para conectar los materiales compuestos que contienen litio entre sí y fijarlos. El material compuesto que contiene litio incluye un compuesto litiado y una película de pasivación que cubre la superficie del compuesto litiado. Según una realización de la presente divulgación, la partícula tiene una estructura de núcleo-cubierta que incluye una porción de núcleo que incluye un compuesto litiado y una cubierta que cubre la superficie del núcleo como una película de pasivación. Tal como se describe a continuación en el presente documento, según una realización de la presente divulgación, el material compuesto que contiene litio puede obtenerse introduciendo un material que puede intercalarse con litio y metal de litio en un electrolito y llevando a cabo una reacción. Después de la reacción, los iones de litio se intercalan en el material que puede intercalarse con litio para formar una porción de núcleo y puede formarse una película de pasivación sobre la superficie de la porción de núcleo. En el presente documento, por ejemplo, el material que puede intercalarse con litio puede prepararse en forma de polvo.
Los compuestos litiados comprenden litio. El material que puede intercalarse con litio comprende un metal (metaloide), tal como Si, Sn, Al, Sb o Zn, capaz de formar una aleación con litio, o un óxido del mismo; un óxido de metal capaz de almacenar litio, tal como CoxOy (1 < x < 3, 1 < y < 4), NixOy (1 < x < 2, 1 < y < 3), FexOy (1 < x < 5, 1 < y < 5), TiO2, MoO2, V2O5 o Li^isO-^; o un material carbonoso capaz de almacenar litio.
Mientras tanto, los ejemplos particulares del compuesto litiado obtenido mediante intercalación de iones de litio en el material que puede intercalarse con litio incluyen siliciuro de litio (LixSi, 0 < x < 4,4), LixSn (0 < x < 4,4), LixGe (0 < x < 4,4), LixAl (0 < x < 3), LixSb (0 < x < 3), LixZn (0 < x < 1), Co-Li2O, Ni-Li2O, Fe-Li2O, LixC (0 < x < 0,17), U xT¡5O12 (0 < x < 3), LixMoO2 (0 < x < 4), LixTiO2 (0 < x < 3), LixV2O5 (0 < x < 5), o una mezcla de al menos dos de los mismos. El compuesto litiado puede estar presente en una combinación de diversos tipos. Por ejemplo, en el caso del siliciuro de litio (LixSi, 0 < x < 4,4), pueden estar presentes diversos tipos en combinación, en donde x en LixSi es 4,4, 3,75, 3.25, 2,33, o similares.
La película de pasivación formada sobre la superficie de las partículas de material compuesto que contiene litio es una película de interfase de sólido-electrolito (SEI) formada por la reacción de iones de litio con un electrolito. La película de pasivación incluye LiF, LhO, LiOH, LhCO3 o una mezcla de al menos dos de los mismos.
La capa de recubrimiento, en la que se dispersan de manera homogénea los materiales compuestos que contienen litio recubiertos con una película de SEI como película de pasivación, se coloca sobre la superficie del separador enfrentada al electrodo negativo. Durante la carga de una batería secundaria de litio, dado que la concentración de litio en la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio es mayor que la concentración de litio en el electrodo negativo, se produce una reacción espontánea de modo que los iones de litio se mueven desde la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio hasta el electrodo negativo. En otras palabras, los iones de litio presentes en la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio del separador reaccionan con un electrolito de manera que se intercalan en el electrodo negativo para realizar la litiación previa. Por tanto, es posible complementar la cantidad de litio consumida mediante la formación de la película de SEI en el electrodo negativo durante la carga, garantizando así la reversibilidad inicial y la eficiencia inicial y mejorando la vida útil de una batería. El material compuesto que contiene litio puede tener un tamaño de partícula (diámetro) de 10 nm a 200 pm, de 0,5 100 pm, de 1-100 pm, o de 5-100 pm. Cuando se satisface el tamaño de partícula (diámetro) definido anteriormente, es posible realizar la carga/descarga de manera estable mientras se minimizan las reacciones secundarias y la resistencia.
Además, en el separador según la presente divulgación, la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio puede tener un grosor correspondiente al 10-90 %, preferiblemente al 20-80 %, basándose en el 100 % del grosor total del separador. Cuando se satisface el grosor definido anteriormente, es posible suministrar litio en una cantidad suficiente para llevar a cabo la litiación previa del electrodo negativo y conferir estabilidad al fabricar una batería secundaria de litio.
En otro aspecto, se proporcionan una batería secundaria de litio que incluye el separador descrito anteriormente interpuesto entre un electrodo positivo y un electrodo negativo, y un método para fabricar el mismo.
En la batería secundaria de litio según la presente divulgación, el separador está provisto de una capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio que tiene una película de pasivación (es decir, una película de interfase de sólido-electrolito (SEI)) sobre la superficie que está enfrentada al electrodo negativo.
A continuación en el presente documento, se explicará el método para fabricar una batería secundaria de litio según la presente divulgación con referencia a las figuras 2a a 2c.
En primer lugar, tal como se muestra en la figura 2a, se añade una mezcla de un material que puede intercalarse con litio (a) con partículas de metal de litio (b) a un electrolito, se agita a temperatura ambiente y luego se lava para obtener partículas de material compuesto que contiene litio (c) que incluyen iones de litio intercalados en el material y que tienen una película de SEI sobre la superficie del mismo (S1). En el presente documento, el material que puede intercalarse con litio puede prepararse en forma de polvo.
En la etapa (S1), el material que puede intercalarse con litio y las partículas de metal de litio pueden usarse en una razón en peso de 1:0,05-1:3, particularmente de 1:0,07-1:2, más particularmente de 1:0,1-1:1,5, e incluso más particularmente de 1:1. El material que puede intercalarse con litio es el mismo que el descrito anteriormente y se omitirá en este caso una descripción detallada del mismo.
Según la presente divulgación, la agitación puede llevarse a cabo usando un agitador, tal como una barra de agitación, a temperatura ambiente, por ejemplo, de 10-60 °C. Mientras la agitación se lleva a cabo a temperatura ambiente, el material que puede intercalarse con litio está en contacto continuo con el metal de litio. Mientras tanto, los iones de litio derivados del metal de litio se intercalan en el material que puede intercalarse con litio para realizar la litiación, formando de ese modo un compuesto litiado que incluye el material en el que se intercala el litio. Los ejemplos particulares del compuesto litiado incluyen siliciuro de litio (LixSi, 0 < x < 4,4), LixSn (0 < x < 4,4), LixGe (0 < x < 4,4), LixAl (0 < x < 3), LixSb (0 < x < 3), LixZn (0 < x < 1), Co-LhO, Ni-LhO, Fe-LhO, LixC (0 < x < 0,17), L¡4+<x>T¡5012 (0 < x < 3), LixMoO2 (0 < x < 4), LixTiO2 (0 < x < 3), LixV2O5 (0 < x < 5), o una mezcla de al menos dos de los mismos. El compuesto litiado puede estar presente en una combinación de diversos tipos. Por ejemplo, en el caso del siliciuro de litio (LixSi, 0 < x < 4,4), pueden estar presentes diversos tipos en combinación, en donde x en LixSi es 4,4, 3,75, 3.25, 2,33, o similares.
Según una realización de la presente divulgación, el material compuesto que contiene litio puede tener un tamaño de partícula (diámetro) de 10 nm a 200 |jm, 0,5-100 |jm, 1-100 |jm o 5-100 |jm, después de prepararse mediante agitación a temperatura ambiente. Cuando se satisface el tamaño de partícula (diámetro) definido anteriormente, es posible realizar la carga/descarga de manera estable mientras se minimizan las reacciones secundarias y la resistencia.
Según la presente divulgación, mientras se lleva a cabo la agitación a temperatura ambiente, se forma una película de pasivación, es decir, una película de interfase de sólido-electrolito (SEI), sobre la superficie del compuesto litiado a través de la reacción del litio con un electrolito. La película de SEI incluye LiF, Li<2>O, LiOH, Li<2>CO<3>o una mezcla de al menos dos de los mismos.
La agitación puede llevarse a cabo dentro de un tiempo durante el cual el material que puede intercalarse con litio esté suficientemente en contacto con las partículas de metal de litio en el electrolito, y puede controlarse dependiendo de los tamaños (diámetros) de los dos tipos de partículas. Por ejemplo, la agitación puede llevarse a cabo durante 1-30 horas, preferiblemente durante 1-24 horas y, más preferiblemente, durante 3-24 horas.
Mientras tanto, el electrolito incluye una sal de litio como sal de electrolito y un disolvente orgánico para disolver la sal de litio.
Puede usarse sin limitación particular cualquier sal de litio usada convencionalmente como electrolito para una batería secundaria de litio. Por ejemplo, el anión de la sal de litio puede ser uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en P, C<f>, |-, NO<3->, N(CN)^, BF<4->, CO<4->, PF<a'>, (CF<a>^PF^, (CF<a ^>PF<^>, (CF<a ^>PF<^>, CF<3>SO<3->, CF<3>CF<2>SO<3->, (CF<3>SO<2>)<2>N-, (FSO<2>)<2>N<->, CF<3>CF<2>(CF<3>)<2>CO<->, (CF<3>SO<2>)<2>CH<->, (SF<a>)<3>C-, (CF<3>SO<2>)<3>C<‘>, CF<3>(CF<2>)<7>SO<3->, CF<3>CO<2'>, CH<3>CO<2 '>, SCN<->, (CF<3>CF<2>SO<2>)<2>N<->, y combinaciones de los mismos.
El disolvente orgánico usado para el electrolito puede ser cualquier disolvente orgánico usado convencionalmente sin limitación particular. Los ejemplos típicos del disolvente orgánico incluyen uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en carbonato de propileno, carbonato de etileno, carbonato de dietilo, carbonato de dimetilo, carbonato de etilo y metilo, carbonato de metilo y propilo, carbonato de dipropilo, dimetilsulfóxido, acetonitrilo, dimetoxietano, dietoxietano, carbonato de vinileno, sulforano, gamma-butirolactona, sulfito de propileno, tetrahidrofurano, o una mezcla de al menos dos de los mismos.
Además, después de que se obtiene el material compuesto que contiene litio, puede llevarse a cabo adicionalmente secado a vacío para retirar el electrolito que queda sobre la superficie.
Luego, tal como se muestra en la figura 2b, el material compuesto que contiene litio litiado en el electrolito mediante agitación a temperatura ambiente y que tiene una película de SEI sobre la superficie del mismo se dispersa en un disolvente junto con un aglutinante para obtener una suspensión. Además, la suspensión se recubre y se seca sobre al menos una superficie de un sustrato 32 de polímero poroso para obtener un separador 30 que tiene una capa 34 de recubrimiento de material compuesto que contiene litio (c) (S2).
El sustrato de polímero poroso usado para fabricar el separador puede ser una película de polímero porosa elaborada de un polímero de poliolefina, tal como homopolímero de etileno, homopolímero de propileno, copolímero de etileno-buteno, copolímero de etileno/hexeno o copolímero de etileno/metacrilato. Películas de polímero porosas de este tipo pueden usarse solas o en forma de material laminado. Además, puede usarse una película delgada aislante que tenga alta permeabilidad iónica y resistencia mecánica. El separador puede incluir un separador reforzado con seguridad (SRS) que incluye un material cerámico recubierto sobre la superficie del separador con un pequeño grosor. Además, puede usarse una banda no tejida porosa convencional, tal como una banda no tejida elaborada de fibras de poli(tereftalato de etileno) o fibras de vidrio de alto punto de fusión, pero el alcance de la presente divulgación no se limita a la misma.
El sustrato de polímero poroso no se ve afectado por el agua. Por tanto, es posible aplicar una suspensión de material compuesto que contiene litio directamente sobre el sustrato de polímero poroso para formar una capa de recubrimiento sin necesidad de llevar a cabo secado.
El disolvente puede ser un disolvente orgánico que tenga una polaridad de 5,0 o menos. Cuando el material compuesto que contiene litio obtenido de la etapa (S1) está en contacto con agua, el litio puede oxidarse y liberarse, lo que dificulta de ese modo la realización de la litiación previa deseada. Por tanto, para llevar a cabo la litiación previa de un electrodo negativo de manera eficiente, se prefiere usar un disolvente orgánico que tenga una polaridad de 5,0 o menos, al preparar una suspensión de material compuesto que contiene litio. Los ejemplos particulares del disolvente orgánico que tiene una polaridad de 5,0 o menos incluyen heptano, hexano, pentano, ciclohexano, tricloroetileno, tetracloruro de carbono, diisopropil éter, tolueno, metil t-butil éter, xileno, benceno, dietil éter, diclorometano, 1,2-dicloroetano, acetato de butilo, isopropanol, n-butanol, tetrahidrofurano (THF), n-propanol, cloroformo, acetato de etilo, 2-butanona, dioxano, dioxolano o una mezcla de al menos dos de los mismos. El disolvente orgánico que tiene una polaridad de 5,0 o menos puede usarse en una cantidad tal que la suspensión pueda conservar una viscosidad adecuada.
El aglutinante es un componente que ayuda a la unión de los materiales compuestos que contienen litio y a la unión entre la capa de recubrimiento y el separador durante la formación de una capa de recubrimiento. Puede usarse cualquier aglutinante convencional usado para la fabricación de un electrodo.
Si se desea, la suspensión puede incluir además un material conductor para impartir conductividad a la capa de recubrimiento.
No existe ninguna limitación particular en el procedimiento de recubrimiento, siempre que sea un método usado actualmente en la técnica. Por ejemplo, puede usarse un procedimiento de recubrimiento que usa una matriz de ranura, o un procedimiento de recubrimiento de barra Mayer, un procedimiento de recubrimiento por huecograbado, un procedimiento de recubrimiento por inmersión, un procedimiento de recubrimiento por pulverización, etc. Tales procedimientos de recubrimiento pueden llevarse a cabo en condiciones más suaves en comparación con la deposición química en fase de vapor (CVD) o la deposición física en fase de vapor (PVD), proporcionando de ese modo una mejor procesabilidad. Por ejemplo, en el caso de un procedimiento de recubrimiento por deposición, requiere un estado de vacío y una corriente eléctrica elevada, pero muestra una limitación significativa de bajo rendimiento de recubrimiento. Por otro lado, el procedimiento de recubrimiento usando la suspensión permite recubrir con alto rendimiento sin necesidad de un sistema especial.
En la capa de recubrimiento así formada, se dispersan los materiales compuestos que contienen litio que tienen una película de SEI sobre la superficie de los mismos. Además, la capa de recubrimiento se coloca sobre la superficie enfrentada al electrodo negativo. Por tanto, dado que la concentración de litio en la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio es mayor que la concentración de litio en el electrodo negativo durante la carga de una batería secundaria de litio, se produce una reacción espontánea de manera que los iones de litio se mueven desde la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio hasta el electrodo negativo. En otras palabras, los iones de litio presentes en la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio del separador reaccionan con un electrolito de modo que se intercalan en el electrodo negativo para realizar la litiación previa. Por tanto, es posible complementar la cantidad de litio consumida mediante la formación de la película de SEI en el electrodo negativo durante la carga, garantizando de ese modo la reversibilidad inicial y la eficiencia inicial y mejorando la vida útil de una batería.
Además, dado que la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio se forma sobre un sustrato de polímero poroso que no se ve afectado por el agua, es posible proporcionar una mejor procesabilidad durante la fabricación de una batería secundaria de litio. Por ejemplo, cuando la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio se forma sobre una capa de material activo de electrodo negativo con el propósito de litiación previa del electrodo negativo, es inconveniente que la capa de recubrimiento se forme después de secar completamente la capa de material activo de electrodo negativo, ya que la capa de material activo de electrodo negativo puede incluir un aglutinante acuoso. Sin embargo, en el caso de un sustrato de polímero poroso usado convencionalmente para un separador, no se ve afectado por el agua. Por tanto, es posible formar una capa de recubrimiento directamente sobre un sustrato de polímero poroso de este tipo sin necesidad de una etapa de secado.
Según la presente divulgación, la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio puede tener un grosor correspondiente al 10-90 %, preferiblemente al 20-80 %, basándose en el 100 % del grosor total del separador. Cuando se satisface el grosor definido anteriormente, es posible suministrar litio en una cantidad suficiente para realizar la litiación previa del electrodo negativo y conferir estabilidad al fabricar una batería secundaria de litio.
Luego, tal como se muestra en la figura 2c, el separador 30 obtenido tal como se describió anteriormente se interpone entre un electrodo 10 positivo y un electrodo 20 negativo para formar un conjunto de electrodos, proporcionando de ese modo una batería 100 secundaria de litio (S3).
El electrodo positivo puede obtenerse mezclando un material activo de electrodo positivo, material conductor, aglutinante y un disolvente para formar una suspensión y recubriendo la suspensión directamente sobre un colector de corriente de metal, o vertiendo la suspensión sobre un soporte separado, desprendiendo una película de material activo de electrodo positivo del soporte y laminando la película sobre un colector de corriente de metal.
El material activo de electrodo positivo usado en la capa de material activo de electrodo positivo puede ser uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en LiCoO<2>, LiNiO<2>, LiMn<2>O<4>, LiCoPO<4>, LiFePO<4>, LiNi-<i-x-yz>Co<x>M1<y>M2<z>O<2>(en donde cada uno de M1 y M2 representa independientemente uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en Al, Ni, Co, Fe, Mn, V, Cr, Ti, W, Ta, Mg y Mo, cada uno de x, y y z representa independientemente la razón atómica de un elemento que forma óxido, y 0 < x < 0,5, 0 < y < 0,5, 0 < z < 0,5 y 0 < x y z < 1), y combinaciones de los mismos.
El aglutinante es un componente que ayuda a la unión entre el material activo y el material conductor y a la unión al colector de corriente. En general, el aglutinante se añade en una cantidad del 1-20%en peso basándose en el peso total de la mezcla de electrodos. Los ejemplos particulares del aglutinante incluyen poli(fluoruro de vinilideno)-cohexafluoropropileno (PVDF-co-HFP), poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF), poliacrilonitrilo, poli(metacrilato de metilo), poli(alcohol vinílico), carboximetilcelulosa (CMC), almidón, hidroxipropilcelulosa, celulosa regenerada, polivinilpirrolidona, tetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, ácido poliacrílico, caucho de estireno-butadieno (SBR), o similares. La carboximetilcelulosa (CMC) también puede usarse como agente espesante para controlar la viscosidad de la suspensión.
El material conductor no está particularmente limitado, siempre que tenga conductividad sin provocar ningún cambio químico en la batería correspondiente. Los ejemplos particulares de material conductor incluyen: negro de carbono, como negro de carbono, negro de acetileno, negro de Ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara o negro térmico; fibras conductoras, tales como fibras de carbono o fibras metálicas; polvo de metal, tal como fluorocarbono, aluminio o polvo de níquel; fibra corta monocristalina conductora, tal como óxido de zinc o titanato de potasio; óxido de metal conductor, tal como óxido de titanio; y materiales conductores, tales como derivados de polifenileno. El material conductor puede añadirse en una cantidad del 0,1-20 % en peso basándose en el peso total de la composición de la suspensión de electrodo.
El disolvente puede ser N-metilpirrolidona, acetona, agua, o similares.
El colector de corriente no está particularmente limitado, siempre que tenga alta conductividad sin provocar ningún cambio químico en la batería correspondiente. Los ejemplos particulares del colector de corriente incluyen acero inoxidable, aluminio, níquel, titanio, carbono horneado, cobre o acero inoxidable que tiene su superficie tratada con carbono, níquel, titanio, plata o similares, o similares. Además, pueden formarse finas irregularidades superficiales sobre la superficie del colector de corriente para aumentar la adhesión de la capa de material activo de electrodo positivo. El colector de corriente puede tener diversas formas, tales como una película, una lámina, una hoja, una red, un cuerpo poroso, una espuma, un cuerpo no tejido, o similar. El colector de corriente puede tener un grosor de 3-500 |jm, pero no se limita al mismo.
No existe ninguna limitación particular en el procedimiento de recubrimiento de la suspensión de electrodo, siempre que sea un método usado actualmente en la técnica. Por ejemplo, puede usarse un procedimiento de recubrimiento que usa una matriz de ranura, o un procedimiento de recubrimiento de barra Mayer, un procedimiento de recubrimiento por huecograbado, un procedimiento de recubrimiento por inmersión, un procedimiento de recubrimiento por pulverización, etc.
El electrodo negativo incluye un colector de corriente de electrodo negativo y una capa de material activo de electrodo negativo formada sobre el colector de corriente de electrodo negativo.
El colector de corriente de electrodo negativo no está particularmente limitado, siempre que tenga alta conductividad sin provocar ningún cambio químico en la batería correspondiente. Los ejemplos particulares del colector de corriente de electrodo negativo pueden incluir cobre, acero inoxidable, aluminio, níquel, titanio, carbono horneado, cobre o acero inoxidable que tiene su superficie tratada con carbono, níquel, titanio o plata, aleación de aluminiocadmio, o similares. Además, el colector de corriente de electrodo negativo puede tener diversas formas, tal como una película, una lámina, una hoja, una red, un cuerpo poroso, una espuma y un cuerpo de banda no tejida. El colector de corriente de electrodo negativo puede tener un grosor de 3-500 jm. Además, es posible formar finas irregularidades superficiales sobre la superficie del colector de corriente para aumentar la adhesión de una capa de material activo de electrodo negativo.
La capa de material activo de electrodo negativo puede formarse aplicando una suspensión preparada disolviendo y dispersando un material activo de electrodo negativo, un aglutinante y un material conductor en un disolvente, seguido de secado y prensado.
El material activo de electrodo negativo puede incluir un material a base de Si, un material a base de Sn, un material carbonoso o una mezcla de al menos dos de los mismos.
En este caso, el material carbonoso puede ser al menos uno seleccionado del grupo que consiste en grafito artificial cristalino, grafito natural cristalino, carbono duro amorfo, carbono blando de baja cristalinidad, negro de carbono, negro de acetileno, negro de Ketjen, Super P, grafeno y carbono fibroso. Preferiblemente, el material carbonoso puede ser grafito artificial cristalino y/o grafito natural cristalino. El material a base de Si puede incluir Si, SiO, SiO2, o similares, y el material a base de Sn puede incluir Sn, SnO, SnO2, o similares.
Además de los materiales mencionados anteriormente, el material activo de electrodo negativo puede incluir: óxidos compuestos de metal, tales como LixFe2O3 (0 < x < 1), LixWO2 (0 < x < 1), SnxMe-i-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, elementos del grupo 1, 2 ó 3 en la tabla periódica, halógeno; 0 < x < 1; 1 < y < 3; 1 < z < 8); metal de litio; aleación de litio; aleación a base de silicio; aleación a base de estaño; óxidos metálicos, tales como PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4 y BhOs; polímeros conductores, tales como poliacetileno; materiales de tipo Li-Co-Ni; óxido de titanio; óxido de litio y titanio; o similares.
Mientras tanto, el material conductor, el aglutinante y el disolvente pueden ser los mismos que los usados para fabricar el electrodo positivo.
La batería secundaria de litio según una realización de la presente divulgación puede obtenerse interponiendo el separador entre el electrodo positivo y el electrodo negativo para formar un conjunto de electrodos, introduciendo el conjunto de electrodos en una bolsa, una carcasa de batería cilíndrica o una carcasa de batería prismática, y luego inyectando el electrolito en la misma para terminar una batería secundaria. De lo contrario, la batería secundaria de litio puede obtenerse apilando los conjuntos de electrodos, impregnando la pila con el electrolito e introduciendo el producto resultante en una carcasa de batería, seguido de sellado.
El electrolito puede ser el mismo que el electrodo usado para preparar el material compuesto que contiene litio. Opcionalmente, el electrolito puede incluir además aditivos, tales como un agente de prevención de sobrecarga, usado para el electrolito convencional.
Según una realización de la presente divulgación, la batería secundaria de litio puede ser una batería apilada, enrollada, apilada y plegada o de tipo cable.
La batería secundaria de litio según la presente divulgación puede usarse para una celda de batería usada como fuente de energía para un dispositivo compacto, y puede usarse preferiblemente como una batería unitaria para un módulo de batería de tamaño mediano o grande que incluye una pluralidad de celdas de batería. Los ejemplos particulares de tales baterías de tamaño mediano o grande incluyen vehículos eléctricos, vehículos eléctricos híbridos, vehículos eléctricos híbridos enchufables, sistemas de almacenamiento de energía, o similares. Particularmente, la batería secundaria de litio puede ser útil para baterías de vehículos eléctricos híbridos y baterías de almacenamiento de energía nuevas y renovables que requieren un alto rendimiento.
A continuación en el presente documento se describirán ejemplos con más detalle para que la presente divulgación pueda entenderse con facilidad. Sin embargo, los siguientes ejemplos pueden realizarse en muchas formas diferentes y no deben interpretarse como limitados a las realizaciones a modo de ejemplo expuestas en el mismo. Más bien, estas realizaciones a modo de ejemplo se proporcionan para que la presente divulgación sea exhaustiva y completa, y transmita totalmente el alcance de la presente divulgación a los expertos en la técnica.
Ejemplo 1:
<Fabricación de separador>
Etapa 1: Preparación de material compuesto que contiene litio
Se introdujeron polvo de silicio y trozos de metal de litio en un vaso de precipitados en una razón en peso de 1:1, se añadió al mismo un electrolito hasta un contenido de sólidos del 40 % y luego se agitó la mezcla resultante a través de una barra agitadora a temperatura ambiente (25 °C). En el presente documento, el electrolito incluye LiPF<6>1 M disuelto en un disolvente mixto que contiene carbonato de etileno (EC) y carbonato de etilo y metilo (EMC) en una razón en volumen de 50:50.
Durante la agitación, se formó siliciuro de litio (Li<x>Si, 0 < x < 4,4) a través de la intercalación de iones de litio en polvo de silicio, mientras el metal de litio estaba en contacto continuo con el polvo de silicio. En el presente documento, se formó una película de interfase de sólido-electrolito (SEI) sobre la superficie del siliciuro de litio a través de la reacción de los iones de litio con el electrolito. En el presente documento, el siliciuro de litio (Li<x>Si) es una combinación de diversos tipos en donde x es 4,4, 3,75, 3,25, 2,33, o similares.
Después de completar la agitación, se lavó el polvo de siliciuro de litio que tenía una película de SEI sobre el mismo con dicloruro de metileno (DMC) para retirar el soluto y el metal de litio restante sin reaccionar del electrolito. Luego, se realizó un secado a vacío a 50 °C durante 5 horas para eliminar el solvente, proporcionando de ese modo polvo de siliciuro de litio que tiene una película de SEI sobre el mismo.
Etapa 2: Fabricación de separador que incluye capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio Se añadieron el polvo de siliciuro de litio que tiene una película de SEI sobre el mismo y obtenido tal como se describió anteriormente, negro de carbono (negro de Denka) como material conductor y poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF) como aglutinante a tetrahidrofurano (THF) como disolvente en una razón en peso de 8:1:1, seguido de mezclado. Se aplicó uniformemente la suspensión resultante a una superficie de una película porosa de polietileno (grosor: 15 pm), seguido de secado, para obtener un separador provisto de una capa de recubrimiento de superficie (grosor: 10 pm) que incluye el polvo de siliciuro de litio que tiene una película de SEI sobre el mismo.
<Fabricación de electrodo positivo>
En primer lugar, se añadieron el 95%en peso de LÍC0O<2>como material activo de electrodo positivo, el 2,5%en peso de negro de carbono (negro de Denka, material conductor) y el 2,5 % en peso de PVDF (aglutinante) a N-metil-2-pirrolidona (NMP) como disolvente para obtener una suspensión de electrodo positivo. Luego, se recubrió la suspensión sobre una superficie de un colector de corriente de aluminio, seguido de secado y prensado, para formar una capa de material activo de electrodo positivo y obtener un electrodo positivo.
<Fabricación de electrodo negativo>
En primer lugar, se añadieron el 92 % en peso de una mezcla que contenía grafito con SiO en una razón en peso de 7:3 (material activo de electrodo negativo), el 3 % en peso de negro de carbono (negro Denka, material conductor), el 3,5 % en peso de caucho de estireno-butadieno (SBR, aglutinante) y el 1,5 % en peso de carboximetilcelulosa (CMC, agente espesante) al agua como disolvente para obtener una suspensión de electrodo negativo. Luego, se recubrió la suspensión sobre una superficie de un colector de corriente de cobre, seguido de secado y prensado, para formar una capa de material activo de electrodo negativo y obtener un electrodo negativo.
<Fabricación de batería secundaria de litio>
Se interpuso el separador entre el electrodo positivo y el electrodo negativo de manera que la capa de recubrimiento de superficie que incluye siliciuro de litio que tiene una película de SEI sobre el mismo pudiera estar enfrentada al electrodo negativo, proporcionando de ese modo un conjunto de electrodos. Luego, se inyectó en el mismo un electrolito que incluía LiPF61 M disuelto en un disolvente mixto que contenía carbonato de etileno (EC) y carbonato de etilo y metilo (EMC) en una razón en volumen de 50:50 para proporcionar una bicelda de tipo botón.
Ejemplo 2:
Se obtuvo una bicelda de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto que se preparó la suspensión de material compuesto que contiene litio usando 1,3-dioxolano como disolvente en la etapa 2 (etapa de formación de una capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio) en la fabricación de un separador.
Ejemplo comparativo 1:
<Fabricación de separador>
Etapa 1: Preparación de compuesto litiado
Se mezcló polvo de silicio con trozos de metal de litio en una razón en peso de 1:1 y se trató térmicamente la mezcla resultante a una temperatura de 200 °C durante 6 horas, mientras se realizaba agitación en atmósfera de argón. Mientras tanto, se fundió el metal de litio que estuvo en contacto con polvo de silicio. Además, debido a esa alta temperatura se llevó a cabo una aleación de polvo de silicio con metal de litio, formándose de ese modo siliciuro de litio (Li<x>Si, 0 < x < 4,4).
Etapa 2: Fabricación de separador que incluye capa de recubrimiento
Se añadieron el polvo de siliciuro de litio obtenido de la etapa 1, el negro de carbono (negro de Denka) como material conductor y PVDF como aglutinante a tetrahidrofurano (THF) como disolvente en una razón en peso de 8:1:1, seguido de mezclado. Se aplicó uniformemente la suspensión resultante a una superficie de una película porosa de polietileno (grosor: 15 pm), seguido de secado, para obtener un separador provisto de una capa de recubrimiento de superficie (grosor: 10 pm) que incluye el polvo de siliciuro de litio que tiene una película de SEI sobre el mismo.
Mientras tanto, se llevó a cabo el mismo procedimiento que en el ejemplo 1 para obtener un electrodo positivo, un electrodo negativo y una bicelda de tipo botón.
Ejemplo comparativo 2:
<Fabricación de separador>
Se depositó metal de litio sobre una superficie de una película porosa de polietileno a través de un procedimiento de pulverización catódica para obtener un separador que tenía una capa de recubrimiento formada sobre el mismo con un grosor promedio de 5 pm.
Mientras tanto, se llevó a cabo el mismo procedimiento que en el ejemplo 1 para obtener un electrodo positivo, un electrodo negativo y una bicelda tipo botón.
Ejemplo comparativo 3:
Se obtuvo una bicelda de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto que se usó una película porosa de polietileno como separador.
Ejemplo de prueba 1: Comparación de las capas de recubrimiento de los separadores
Para comparar la capa de recubrimiento del separador según el ejemplo 1 con la capa de recubrimiento del separador según el ejemplo comparativo 1, se observaron los estados de superficie del material compuesto que contiene litio (ejemplo 1) y del compuesto litiado (ejemplo comparativo 1), obtenidos en la etapa 1, mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados se muestran en las figuras 3 y 4.
Tal como puede observarse en la figura 3, el siliciuro de litio obtenido de la etapa 1 del ejemplo 1 con el propósito de formar una capa de recubrimiento del separador tiene una película de interfase de sólido-electrolito (SEI) (película de recubrimiento de polímero estable) sobre la superficie del mismo a través de la etapa de litiación usando agitación a temperatura ambiente.
Por el contrario, tal como puede observarse en la figura 4, el siliciuro de litio obtenido de la etapa 1 del ejemplo comparativo 1 se somete a litiación basándose en un tratamiento térmico de alta temperatura y, por tanto, provoca el agrietamiento de las partículas debido a la exposición a alta temperatura y reacción rápida y no tiene s Ei sobre la superficie del mismo.
Ejemplo de prueba 2: Prueba de reversibilidad inicial
Se usó cada uno de los electrodos negativos y separadores según los ejemplos 1 y 2 y los ejemplos comparativos 1 3 y se usó una lámina de metal de litio como contraelectrodo para el electrodo negativo para obtener un conjunto de electrodos. Luego, se inyectó en el mismo un electrolito que incluía LiPF6 1 M disuelto en un disolvente mixto que contenía carbonato de etileno (EC) y carbonato de etilo y metilo (EMC) en una razón en volumen de 50:50 para proporcionar una semicelda de tipo botón.
Se cargó/descargó la semicelda usando un cargador electroquímico. En el presente documento, se llevó a cabo la carga aplicando corriente eléctrica a una densidad de corriente de tasa de 0,1 C hasta una tensión de 0,005 V (frente a Li/Li+) y se llevó a cabo la descarga con la misma densidad de corriente hasta una tensión de 1,5 V. Se calculó la razón de la capacidad de descarga inicial con respecto a la capacidad de carga inicial de cada celda para obtener la eficiencia inicial. Los resultados se muestran en la siguiente tabla 1.
Ejemplo de prueba 3: Prueba de mantenimiento de capacidad
Se usó cada una de las biceldas según los ejemplos 1 y 2 y los ejemplos comparativos 1-3.
Se cargó/descargó cada bicelda usando un cargador electroquímico. En el presente documento, se llevó a cabo la carga aplicando corriente eléctrica a una densidad de corriente de tasa de 0,1 C hasta una tensión de 4,2 V (frente a Li/Li+) y se llevó a cabo la descarga con la misma densidad de corriente hasta una tensión de 2,5 V. Se repitieron 100 veces tales ciclos de carga/descarga y se calculó la razón de la capacidad de descarga del 100° ciclo con respecto a la capacidad de descarga del primer ciclo para obtener el mantenimiento de capacidad. Los resultados se muestran en la siguiente tabla 1.
[Tabla 1]
Tal como puede observarse a partir de la tabla 1, las celdas que usan un separador que tiene una capa de recubrimiento de superficie de siliciuro de litio según los ejemplos 1 y 2 y los ejemplos comparativos 1 y 2 muestran una eficiencia inicial y un mantenimiento de capacidad mejorados, en comparación con el ejemplo comparativo 3 que no tiene una capa de recubrimiento de superficie. Se cree que los resultados anteriores se derivan de la litiación previa espontánea en la que los iones de litio presentes en la capa de recubrimiento de superficie de siliciuro de litio del separador se intercalan en el electrodo negativo a través de la reducción, cuando se inyecta el electrolito para fabricar cada celda.
Particularmente, los ejemplos 1 y 2 muestran una mayor eficiencia inicial y mantenimiento de capacidad en comparación con el ejemplo comparativo 1. Se cree que debido a que el siliciuro de litio usado para el recubrimiento de la superficie del separador según el ejemplo comparativo 1 experimenta litiación basándose en un tratamiento térmico de alta temperatura, se producen grietas debido a la exposición a alta temperatura y a una reacción rápida, y los iones de litio en la capa de recubrimiento de superficie no pueden realizarse de manera suficiente. Por el contrario, dado que el siliciuro de litio usado para el recubrimiento de la superficie de los separadores según los ejemplos 1 y 2 no se somete a un tratamiento térmico de alta temperatura, sino que experimenta una litiación previa mediante agitación a temperatura ambiente. Por tanto, se forma una película de SEI (película de recubrimiento de polímero estable) sobre la superficie del siliciuro de litio sin que se produzcan grietas en las partículas. En virtud de la película de SEI, es posible llevar a cabo la litiación previa del electrodo negativo de manera más estable sin consumo de litio, al inyectar el electrolito después del ensamblaje de las celdas. Además, el siliciuro de litio rodeado de tal SEI estable puede conservar su estructura incluso después de ciclos repetidos de carga/descarga. Por tanto, es posible mejorar no sólo la eficiencia sino también el mantenimiento de capacidad.
Mientras tanto, en el caso del ejemplo comparativo 2, el metal de litio cargado por deposición tiene alta reactividad incluso con una pequeña cantidad de agua. Por tanto, la oxidación se produce bien durante el ensamblaje de la celda para provocar un alto consumo de litio, lo que dificulta realizar una litiación previa estable del electrodo negativo. Además, el metal de litio restante que no se usa para la litiación previa provoca reacciones secundarias con el electrolito durante ciclos repetidos de carga/descarga. Por tanto, no es posible mejorar suficientemente la eficiencia y el mantenimiento de capacidad.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Separador que comprende: un sustrato de polímero poroso que tiene una pluralidad de poros; y una capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio formada sobre al menos una superficie del sustrato de polímero poroso, y que comprende una pluralidad de materiales compuestos que contienen litio y un aglutinante colocado sobre la totalidad o una parte de la superficie de los materiales compuestos que contienen litio para conectar los materiales compuestos que contienen litio entre sí y fijarlos, en donde el material compuesto que contiene litio comprende un compuesto litiado y una película de pasivación formada sobre la superficie del compuesto litiado, y la película de pasivación es una interfase sólidoelectrolito (SEI),
    en donde el compuesto litiado se obtiene mediante intercalación de iones de litio en un material que puede intercalarse con litio, y el material que puede intercalarse con litio comprende: Si, Sn, Al, Sb o Zn o un óxido de los mismos; un óxido de metal de Co<x>O<y>(1 < x < 3, 1 < y < 4), Ni<x>O<y>(1 < x < 2, 1 < y < 3), Fe<x>O<y>(1 < x < 5, 1 < y < 5), TiO<2>, MoO<2>, V<2>O<5>o L i^ i<s>O- ;^ un material carbonoso; o una mezcla de al menos dos de los mismos, y
    en donde la película de SEI comprende LiF, Li<2>O, LiOH, Li<2>CO<3>o una mezcla de al menos dos de los mismos.
  2. 2. Separador según la reivindicación 1, en donde el compuesto litiado comprende siliciuro de litio (Li<x>Si, 0 < x < 4,4), Li<x>Sn (0 < x < 4,4), Li<x>Ge (0 < x < 4,4), Li<x>Al (0 < x < 3), Li<x>Sb (0 < x < 3), Li<x>Zn (0 < x < 1), Co-Li<2>O, Ni-U<2>O, Fe-Li<2>O, Li<x>C (0 < x < 0,17), Ü<4+x>Ti<5>O-<i2>(0 < x < 3), Li<x>MoO<2>(0 < x < 4), Li<x>TiO<2>(0 < x < 3), Li<x>V<2>O<5>(0 < x < 5), o una mezcla de al menos dos de los mismos.
  3. 3. Separador según la reivindicación 1, en donde el material compuesto que contiene litio tiene un tamaño de partícula (diámetro) de 10 nm a 200 pm, en donde el tamaño de partícula es el diámetro de partícula obtenido mediante microscopía electrónica de barrido.
  4. 4. Separador según la reivindicación 1, en donde la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio tiene un grosor correspondiente al 10-90 % basándose en el 100 % del grosor total del separador.
  5. 5. Batería secundaria de litio que comprende un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador interpuesto entre el electrodo positivo y electrodo negativo, en donde el separador se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y tiene la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio sobre la superficie enfrentada al electrodo negativo.
  6. 6. Método para fabricar la batería secundaria de litio según la reivindicación 5, que comprende las etapas de:
    (51) añadir una mezcla de un material que puede intercalarse con litio y partículas de metal de litio a un electrolito, y llevar a cabo agitación a temperatura ambiente y lavar para obtener un material compuesto que contiene litio que comprende iones de litio intercalados en el material y una película de pasivación sobre la superficie del mismo;
    (52) dispersar el material compuesto que contiene litio en un disolvente junto con un aglutinante para obtener una suspensión, y recubrir la suspensión sobre al menos una superficie de un sustrato de polímero poroso que tiene una pluralidad de poros, seguido de secado, para obtener un separador que tiene una capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio; y
    (53) interponer el separador entre un electrodo positivo y un electrodo negativo de manera que la capa de recubrimiento de material compuesto que contiene litio está enfrentada al electrodo negativo,
    en donde la película de pasivación es una película de interfase sólido-electrolito (SEI) formada por la reacción de iones de litio con un electrolito.
  7. 7. Método para fabricar una batería secundaria de litio según la reivindicación 6, en donde el material que puede intercalarse con litio y partículas de metal de litio se mezclan a una razón en peso de 1:0,05-1:3, en la etapa (S1).
  8. 8. Método para fabricar una batería secundaria de litio según la reivindicación 6, en donde la agitación se lleva a cabo a temperatura ambiente durante 1-30 horas, en la etapa (S1).
  9. 9.Método para fabricar una batería secundaria de litio según la reivindicación 6, en donde se lleva a cabo además secado a vacío para retirar el electrolito que permanece sobre la superficie después de que se obtiene el material compuesto que contiene litio, en la etapa (S1).
  10. 10. Método para fabricar una batería secundaria de litio según la reivindicación 6, en donde se añade además un material conductor a la suspensión de la etapa (S2).
  11. 11. Método para fabricar una batería secundaria de litio según la reivindicación 6, en donde el disolvente usado en la etapa (S2) comprende heptano, hexano, pentano, ciclohexano, tricloroetileno, tetracloruro de carbono, diisopropil éter, tolueno, metil t-butil éter, xileno, benceno, dietil éter, diclorometano, 1,2-dicloroetano, acetato de butilo, isopropanol, n-butanol, tetrahidrofurano (THF), n-propanol, cloroformo, acetato de etilo, 2-butanona, dioxano, dioxolano, o una mezcla de al menos dos de los mismos.
  12. 12. Método para fabricar una batería secundaria de litio según la reivindicación 6, en donde el electrolito comprende una sal de lito y un disolvente orgánico.
  13. 13. Método para fabricar una batería secundaria de litio según la reivindicación 6, en donde el electrodo negativo comprende, como material activo, un material a base de Si, un material a base de Sn, un material carbonoso, o una mezcla de al menos dos de los mismos.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102378583B1 (ko) * 2018-03-20 2022-03-23 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬-함유 복합체의 코팅층을 구비한 세퍼레이터, 이를 포함하는 리튬 이차전지 및 상기 이차전지의 제조방법
JP6992710B2 (ja) * 2018-09-03 2022-01-13 トヨタ自動車株式会社 複合固体電解質層、及びそれの製造方法、並びに、全固体電池の製造方法
US12113197B2 (en) * 2018-10-30 2024-10-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Secondary battery
CN111883823B (zh) * 2020-06-10 2021-10-26 华南理工大学 一种复合聚合物固态电解质材料及其制备方法和应用
CN112490518B (zh) * 2020-11-19 2022-07-08 欣旺达电动汽车电池有限公司 正极补锂添加剂及其制备方法、正极和锂离子电池
CN112635917A (zh) * 2020-12-29 2021-04-09 浙江大学 一种用于碱金属基电池的高强度功能隔膜及制备方法和碱金属基电池
CN112803116B (zh) * 2021-02-20 2023-04-21 天津谦同新能源科技有限公司 一种隔膜的锂化处理方法及其处理后的隔膜材料
KR20230122544A (ko) 2022-02-14 2023-08-22 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 제조 장치, 전극 제조방법 및 이차전지용 전극
KR102447942B1 (ko) * 2022-04-25 2022-09-27 주식회사 동우씨제이 다이캐스팅 제품에 대한 분체도장 방법
CN114883749A (zh) * 2022-05-10 2022-08-09 清华大学深圳国际研究生院 一种含氟隔膜、负极界面修饰材料以及对负极材料进行界面修饰的方法和电池
CN117673647B (zh) * 2024-02-02 2024-04-23 吉林大学 一种离子导体涂层修饰的隔膜、制备方法及其应用
CN121367025B (zh) * 2025-12-19 2026-02-17 蜂巢能源科技股份有限公司 一种隔膜用功能材料及其制备方法、隔膜和锂离子电池

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006324020A (ja) 2005-05-17 2006-11-30 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 非水電解液二次電池の製造方法
KR20080010718A (ko) * 2006-07-28 2008-01-31 엘지전자 주식회사 식기 세척기
JP5256660B2 (ja) * 2006-08-30 2013-08-07 信越化学工業株式会社 非水系二次電池用セパレータ及びその製造方法並びに非水電解質二次電池
US20080057385A1 (en) 2006-08-30 2008-03-06 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Separator for non-aqueous secondary battery, making method, and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR100999309B1 (ko) 2007-06-04 2010-12-08 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 형성된 세퍼레이터 및 이를 구비한전기화학소자
JP5207883B2 (ja) * 2008-08-29 2013-06-12 株式会社オハラ リチウム電池用セパレーターおよびリチウム電池。
KR101344939B1 (ko) * 2011-12-13 2013-12-27 주식회사 코캄 리튬 이차전지용 고내열성 복합체 세퍼레이터 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
DE102012216055A1 (de) * 2012-09-11 2014-03-13 Robert Bosch Gmbh Lithium-Ionen-Zelle mit anorganischem Ionenaustauscher
JP2017509112A (ja) 2014-02-11 2017-03-30 コーニング インコーポレイテッド 安定化リチウム複合粒子を含むリチウムイオン電池
US10147968B2 (en) 2014-12-02 2018-12-04 Polyplus Battery Company Standalone sulfide based lithium ion-conducting glass solid electrolyte and associated structures, cells and methods
US10164289B2 (en) 2014-12-02 2018-12-25 Polyplus Battery Company Vitreous solid electrolyte sheets of Li ion conducting sulfur-based glass and associated structures, cells and methods
KR101536560B1 (ko) 2014-12-30 2015-07-15 한밭대학교 산학협력단 패턴화된 세라믹 코팅 분리막 및 제조방법 그리고 이를 포함하는 이차전지
DE102015201409A1 (de) 2015-01-28 2016-07-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Komposit-Separator und diesen umfassende Lithiumionenbatterie sowie Verfahren zur Herstellung des Komposit-Separators
WO2017031229A1 (en) 2015-08-20 2017-02-23 3M Innovative Properties Company Flexible electrically conductive bonding films
KR101856830B1 (ko) 2015-12-08 2018-06-19 주식회사 엘지화학 리튬 또는 리튬 화합물 코팅층이 도포되어 있는 분리막을 포함하는 전극조립체 및 이를 제조하는 방법
CN107591511B (zh) 2016-07-07 2021-03-23 中国科学院物理研究所 用于锂电池的复合膜材料及其制备方法和应用
CN106129315B (zh) * 2016-08-19 2019-06-25 洛阳力容新能源科技有限公司 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法、锂离子电池
CN106207049B (zh) 2016-08-24 2018-09-18 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种陶瓷隔膜及在锂离子电池中的应用
CN106876633A (zh) 2017-02-22 2017-06-20 北京卫蓝新能源科技有限公司 一种复合隔膜、锂电池及其制备方法
CN106910860B (zh) * 2017-03-28 2020-11-06 欣旺达电子股份有限公司 锂电池隔膜涂层、隔膜及隔膜制备方法
US10673063B2 (en) * 2017-09-21 2020-06-02 Global Graphene Group, Inc. Process for prelithiating an anode active material for a lithium battery
US10424810B2 (en) * 2017-10-13 2019-09-24 Global Graphene Group, Inc. Surface-stabilized anode active material particulates for lithium batteries and production method
KR102378583B1 (ko) * 2018-03-20 2022-03-23 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬-함유 복합체의 코팅층을 구비한 세퍼레이터, 이를 포함하는 리튬 이차전지 및 상기 이차전지의 제조방법

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