TW396654B - Non-aqueous electrolyte lithium secondary battery - Google Patents

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A7 B7 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) I 1 明 領 域 I 本 發 明 你 關 於 一 種非水性電解液鋰二次電池。 - 1 1 明 背 景 I 1 請 I 最 近 使 用 含 磺 材 料 (c a r bo n a c e 0 U S )當做陽棰活性材 先 閲 1 I I | 料 而 改 良 循 環 壽 命 (eye 1 e 1 if e)之 鋰 二 次 電 池似乎取代了 背 面 1 I 之 1 使 用 鋰 金 屬 或 合 金 作 為 陽 極 而 具 有 循 環 壽 命 問題的鋰二次 注 意 1 I 事 1 電 池 〇 因 此 $ 鋰 二 次 電 池 可 供 實 際 上 的 使 用 ，首先，像是 項 再 1 1 % Λ 用 於 可 搞 帶 電 器 裝 置 » 例 如 行 動 電 話 (P or t a ble telephone 寫 頁 1 ), 攜帶式錄影機等之鋰電池。 然而， 重複充電/放電會 1 I 逐 漸 地 使 電 容 量 惡 化 而 且 循 環 赛 命 不 夠 長 ο 因此，已經需 1 1 1 要 進 一 步 的 改 良 0 1- 在 使 用 含 磺 材 料 當 做 陽 極 之 鋰 電 池 中 t 非水電解質用 訂 I 的 溶 劑 和 溶 質 被 在 陽 棰 表 面 上 形 成 化 合 物 的 化學反應耗盡 I I % 造 成 超 電 壓 (overpotent i a 1 )的增加。 -般認為使用含 1 1 碩 材 料 當 做 陽 極 之 鋰 電 池 的 循 環 效 率 會 因 陽 棰表面上化合 Λ 物 的 累 積 電 池 中 電 極 活 性 材 料 結 構 的 變 化 和電極中黏附 Γ Ί 性 惡 化 而 減 少 〇 I 1 在 鋰 二 次 電 池 中 I 電 解 液 条 統 的 改 良 迄 今是為了達到 較 長 循 環 壽 命 百 的 0 舉 m 來 說 $ 當 使 用 石 墨 碩作為陽極活 1 1 性 材 料 時 % 藉 由 含 有 碩 酸 乙 二 酯 (ethyl e η e carbonate)( 1 1 以 下 有 時 簡 稱 "EC”）作為電解液溶劑的- -種成分來改良循 1 I 環 效 率 而 該 改 良 僳 可 供 實 際 使 用 〇 1 然 而 1 因為EC具有 比 室 溫 高 的 熔 點 t 所以EC會增加電 1 1 解 質 黏 度 而 減 少 導 電 率 0 因 此 ， EC的 出 現 能 減少例如高率 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 38309 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 五、· 發明説明（4 ) | 容 量 和 低 溫 容 量 的 較 佳 葆 質 0 EC的 出 現 » 也 能 引 起 超 電 麽 I 的 增 加 t 導 致 電 池 的 循 環 效 率 低 0 1 I 明 槪 沭 1 I 請 先 閲 讀 I 本 發 明 之 百 的 偽 提 供 一 種 鋰 二 次 電 池 » 該 鋰 二 次 電 池 1 1 業 已 改 良 其 循 環 壽 命 和 高 率 容 量 而 未 減 少 低 溫 容 量 〇 背 面 之 注 意 1 1 I 在 上 述 那 些 情 形 之 下 > 本 發 明 人 經 徹 底 地 研 究 改 良 二 I | 事 1 〆 次 池 的 項 I 次 電 池 的 循 環 效 率 和 高 效 率 〇 結 果 t 傾 發 現 鋰 二 電 再 1 填 循 環 效 率 和 高 效 率 可 以 藉 由 使 用 其 中 含 有 具 硪 酸 酯 官 能 基 寫 本 頁 1 的 聚 合 物 材 料 之 陽 極 而 改 良 0 因 此 ti* 兀 成 本 發 明 0 1 I 也 就 是 9 本 發 明 包 括 下 列 各 項 發 明 : 1 (1)非水性電解液鋰二次電池， 包括- -含有可摻有/ .. 訂 未 摻 有 鋰 離 子 之 材 料 當 做 活 性 材 料 的 陰 極 $ 含 有 可 摻 有 / 1 未 摻 有 鋰 離 子 之 含 m 材 料 當 做 活 性 材 料 的 陽 極 ， 插 在 陰 極 1 1 和 陽 極 之 間 的 分 隔 板 • 及 m 由 將 鋰 塩 溶 解 於 有 機 溶 劑 而 製 1 1 得 的 電 解 液 9 其 中 陽 搔 含 有 具 下 列 結 構 式 [I]所示之碩酸 酯 基 的 聚 合 物 ； 1 -0—C II —0- Π] 1 0 I 1 該 聚 合物具有不少於300並且不超過200 ,0 0 0的數平均分于 1 量 t 1 1 (2)上述段落（1)之非 水性電解液鋰 二 次 電 池 » 其 中 磺 1 酸 酯 基 總 數 的50 % 以 上 像 在 聚 合 物 主 鏈 上 t 1 (3)上述段落（1)之 非 水性電解液鋰 二 次 電 池 » 其 中 碩 1 1 I 酸 酯 基 總 數 的 50 % 以 上 是 在 聚 合 支 鏈 上 t I 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 38309

ο - CMHO 0— J _u S IR Η I 2 ί1c1R Π 4 R 和 3 碩超基 0 不烷 10有齒 過具的 超 ，子 不基原 有烷碩 具芳値 ，的10 子子過 原原超 氫碩不 示値有 表10具 別過或 分超基 不香 有芳 具的 , ，子 R2基原 , 烷碩 R1的掴 中子10 其原過

聚 中 其 池 I 次 二 m2 鋰 液 解 電 性 水 非 之 )/ 4 /fv 落 段 述 上 \J/ 5 /IV 元 單 覆 S 的 示 所 式 構 結 由 括 包 物 合

HICIR I Η —C—H

0 1 CHMO m 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（5 ) Ϊ4)上述段落（2)之非水性電解液鋰二次電池·，其中聚 合物含有結構式[II]所示的化學結構： 其中R表示具有不超過10値碩原子的烷基； (6) 上述段落（4)之非水性電解液鋰二次電池，其中Ri ,R2, R3和R4是氫原子； (7) 上述段落（4)之非水性電解液鋰二次電池，其中聚 合物包括由結構式[IV]所示的重覆單元； / Η Η \

1 I --c—c—〇—c—〇—— r ιν 1 丁1卜儿下 \ Η Η 〇 / 發昍詳細説明 本發明詳細説明如下。_ :__ 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

38309 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 首先，本發明的陽極可為下列獲得者。含碩材料Μ以 以含有可摻有/未摻有鋰離子的活性材料使用。含磺材料 俗與具有結構式[I]所示之磺酸酯基的聚合物，以及，若 需要之適當黏合劑（例如聚乙烯，聚丙烯，氟条樹脂等）和 導電性材料混合。將産生的混合物做成漿糊並且塗在電流 集電器（current col lector)上，然後乾燥並加®使混合 物黏附到電流集電器。 聚合物的數平均分子量較好自300至200,000,更好自 1.000 PJ 150,000〇 該聚合物的用量偽為約0.1至15重量份，更好是1至 12重量份，而該聚合物與黏合劑之總量係0.1至20重童份， 更好自1到15重量份，其皆以在陽極用以碩粉總重量為 100重量份為基礎。 至於聚合物，較好為50%或更多硪酸酯基像含在主鐽 上的聚合物。特別地，更好為含有結構式[II]所示化學結 構的聚合物。其中，更好為其中所有Ri, R2, R3和R4均為 氫原子的聚合物。 而且，最好為包括通式[III]昧示之重覆單元的聚合 物。尤其，特佳的是包括通式[IV]所示之重覆單元的聚碩 酸乙二酯。 本發明之聚碩酸乙二酯係以，例如使環氣乙烷和二氣 化#使用觸媒進行更迭的共聚合反應而得，如Polymer

Letter,第 7 册，第 287頁（1969)或 Makronol Chem.第 130 册，第2 1 0頁（1 9 6 9 )所述。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------1 冬-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 38309 6 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 五、 發明説明（7 ) | 本 發 明 中 可 摻 有 / 未 摻 有 鋰 離 子 的 含 磺 材 料 例 子 包 含 天 然 石 墨 t 人 工 石 墨 * 焦 炭 9 炭 黑 氣 相 生 長 (VO P or 1 1 6 Γ 0 W η)磺 1 磺 纖 維 » 藉 由 將 有 機 聚 合 物 化 合 物 等 碩 化 ( 1 I 請 1 1 c a r b ο η i z in s)而得的材料 $ 及 包 括 該 等 含 磺 材 料 當 做 主 要 先 閱 1 I I I 成 分 的 複 合 材 料 及 其 混 合 物 〇 因 為 每 au 早 位 重 量 的 充 電 / 放 背 1 | 之 | 電 的 容 量 很 大 而 充 電 / 放 電 期 間 的 平 均 電 位 很 低 t 因 此 最 注 意 1 I 事 好 含 有 石 墨 含 磺 材 料 〇 項 再 填 1 包 含 在 石 墨 含 碩 材 料 中 之 材 料 可 以 是 天 然 石 墨 或 人 工 寫 本 石 墨 0 天然t石墨的例子包括在斯里蘭卡生産 的 石 墨 在 馬 貝 1 I 達 加 斯 加 生 産 的 石 墨 > 在 韓 國 生 産 的 Η 狀 石 墨 在 韓 國 生 1 産 的 土 質 (e a r t h y )石墨 9 中 國 大 陸 生 産 的 石 墨 等 0 也 可 以 將 上 述 天 然 石 墨 加 熱 I 加 工 或 改 良 0 人 工 石 墨 的 例 子 包 括 訂 1 焦 炭 的 石 墨 化 (g r a p h it 1 Z ed)産物， 中介石墨微粒（ 1 I a e S 0 c a r b on 親 i c Γ 0 be ad S)的石墨化産物 » 中 介 相 ( 1 [ n e S 0 ph as e)瀝青碩纗維的石墨化産物等 〇 1 、丨 1 1 包 含 在 陰 極 内 當 做 本 發 明 摻 有 / 未 摻 有 鋰 離 子 之 材 料 的 活 性 材 料— 例 子 9 包 含 具 有 所 謂 a -N aF e0 2型結構而其中 1 娌 離 子 ή 常 以 層 狀 方 式 規 則 排 列 之 層 狀 結 構 的 鋰 、m 逸 渡 金 屬 1 氧 化 物 1 具 有 尖 晶 石 結 構 的 過 渡 金 屬 氣 化 物 或 鋰 過 渡 金 屬 1 I 氣 化 物 參 過 渡 金 屬 硫 屬 化 物 (C ha 1 c 0 g e η id e s )等。 其中， 1 I 特 別 好 的 是 具 有 a -N a F e 0 2型結構之層狀結構的鋰過渡金 I 1 C·· 則 屬 氣 化 物 * 因 為 會 獲 得 高 電 壓 和 高 能 量 密 度 而 且 循 環 性 質 1 J 亦 極 佳 之 故 〇 1 1 本 發 明 中 陰 極 的 例 子 包 含 下 列 所 得 者 0 將 可 摻 有 / 未 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） 7 38309 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 _;_B7_ 五、發明説明（8 ) 摻有鋰離子之活性材料舆適當的黏合劑（例如聚乙烯，聚 丙烯，氣条樹脂等）和導電性材料粉末混合，再將所得的 混合物做成漿棚而且塗在電流集電器上，然後將電流集電 器乾燥以使混合物黏附到電流集電器。導電性材料粉末可 為具有導電性效應以及對所用非水性電解質與對所甩陰極 的具低化學反應性者。其實例包含石墨粉，炭黑，焦炭粉 ，導電性聚合物等。 / 具a -NaFe〇2結構之層狀結構之鋰過渡金鼷氧化物的 例子包含含有至少一種選自钒，錳，鈷，鎳等之組群，較 好是鈷和鎳之組群之過渡金羼之鋰過渡金屬氣化物。其中 ,因為鋰鎳氣化物具有優良循環性質，因此特別好的是其 主要組份是鋰鎳氣化物之層狀結構的鋰過渡金屬氧化物。 至於本發明之鋰塩，可以使用迄今已知之任何一種鋰 塩，其例子包括 LiCl〇4, LiPFe, LiAsPe, LiBF4, UCF3SO3, LiN(S〇2CF3)2, LiN(S〇2C2F5)2。其中，因為 高導電率之故，所以最好是LiPFe, LiBF4, LiN(S〇2CF3)2 和 LiMS〇2C2F5)2〇 本發明之電解質含有至少一種上述鋰塩並且溶解鋰塩 的濃度範圍為0.1M莫耳/升）到2M。濃度範圍最好是0.5M 到 1 . 5 Μ。 本發明之分隔板例子包括撤孔的氣条樹脂和烯烴樹脂 (例如聚乙烯，聚丙烯等）薄膜，和氟条樹脂和烯烴樹脂（ 例如聚乙烯，聚丙烯等）的不鎇布纖維以及尼龍。 (請先閲讀μ#面之注意事項再填寫本頁) 7"今 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 8 3 8309 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、 發明説明（9 ) | 富 m 例 - I - 下 列 實 施 例 像 更 進 一 步 地 詳 細 地 舉 例 說 明 本 發明 9 但 1 1 I 是 不 以 此 限 制 本 發 明 範 圍 0 1 I 請 I 欲 測 試 的 鋰 二 次 電 池 陰 極 係 以 下 述 方 法 獲 得 〇 先 閱 1 I 讀 1 1 至 於 陰 極 活 性 材 料 9 含 有 鎵 的 鋰 化 (1 it hi at ed)二 :氧 背 面 1 1 之 1 1 化 鎳 係 藉 由 將 硝 酸 鋰 、 驗 式 碩 酸 鎳 和 硝 酸 鎵 (L i ： N i ： G a = 注 意 1 事 1 1 . 05 ：0 .98 ： 0 . 02)混合， 然後在660 t： 氣 氣 流 中 鍛 燒15小 時 項 再 1 而 製 得 〇 將 1 重 量 % 之 具 有 數 平 均 主 要 粒 子 大 小 4 0ns 的 乙 寫 本 頁 1 炔 黑 (e t h y 1 e η e b I a c k) [由D e η k i k a g a ku Κ 〇 g y 〇 公 司製 造 9 1 I 商 品 名 ·· DENKA BLACK, 50 %壓縮産物]和 9 重 量 %之 重 量 1 平 均 粒 子 大 小 7 . 2 μ B鱗狀的（sc a 1 y)人 工 石 墨 [由R ο n z a 公 1 司 製 造 » 商 品 名 KS1 5 )加到8 7重量s ί陰極活性材料粉末 訂 1 中 9 並 混 合 〇 將 以 N- 甲 基 吡 咯 院 m 作 為 溶 劑 的 3 重量 % 聚 1 1 傾 氣 乙 烯 [由K U Γ eh a Ka g a ku Κ 〇 ε y ο 公 司 製 造 » 商 品名 ： KF 1 I #1 300 ]加 到 所 得 的 混 合 物 中 當 做 黏 合 劑 接 箸 充 份地 揑 揉 到 形 成 漿 糊 0 1 1 利 用 X 光 粉 末 嬈 射 確 認 上 述 含 有 鎵 的 鋰 化 (1 i t h i a t e d 1 )二氣化鎳具有C X - Na Fe 0 2 結 構 0 將 漿 糊 塗 在 當 電 流丨集， 電 器 1 1 的 20 μ m 厚 鋁 箔 之 後 » 將 經 塗 覆 的 鋁 箔 乾 燥 並 壓 成 薄板 » 剪 1 成 1 . 3X1 .8公 分 的 小 塊 以 獲 得 陰 極 〇 這 些 陰 極 之 活性 材 料 1 I 重 量 4 為 40到 45 毫 克 〇 1 I 至 於 分 隔 板 1 偽 使 用 徹 孔 聚 丙 烯 薄 膜 [由D a i s e r u 1 1 j Ka g a ku 公 司 製 造 參 商 晶 名 CELLGUARD «2400] 0 I 1 I 陽 極 的 碩 粉 偽 使 用 天 然 石 墨 粉 • 擬 石 墨 炭 畢 « 和 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 9 38309 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

五、發明説明（10) 矽烷親合劑利用下述的方法而獲得。使用的天然石墨粉産 自馬達加斯加，在3,000 ¾熱處理，並且根據氮吸附方法 測得有9公尺2/克的比表面積，具有1〇μΒ平均粒子大小， 2.26真實密度，X光粉末繞射中3.36Α的d002夾層間隔以 及0.05重量％的灰分含量。所用的擬石墨炭黑粉末偽由 Tokai碩公司製造，商品名TB3800,在2,800 t：石墨化，而 且根據氪吸附方法測得30公尺2/克的比表面積，具有2.04 真實密度，66n b數平均主要粒子大小。將5重量份擬石墨 炭黑粉未加到95重量份的天然石墨粉末中且混合以獲得混 合的/碳材料。將預先地分散在高純度水中的1重量份矽烷 偶合劑[由Hi ρ Ρ ο η Y u n i c a r公司製造，商品名：Α1 8 7 ]加 到混合的碩材料中，接著充份地混合並且進一步地在150 υ真空乾燥以獲得矽烷偶合劑處理過的磺粉。 所得電池之放電容量的循環效率和高比率效率偽择由 -Ό. 下列實驗（1)及（2)在室溫下交替重複而测定。 (Νή在3.3毫安培/公分2電流密度，充電最大電壓 4.24V而充電時間3値小時之條件下，進行恆定電流及電 壓充電t然後在0.66毫安培/公分2及最後電壓2.75V之條 件下放電該充電/放電步驟連缠操作二次。 (2)在3.3毫安培/公分2電流密度，充電最大電壓 4.24V而充電時間1値小時之條件下進行恆定電流及電壓 充電，然後在3.3毫安培/公分2及最後電壓2.75V的條件下 放電。該充電/放電步驟連缠操作20次。 循環效率：將第90次充電/放電的放電容量除以惠X (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 卜訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）10 38309 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、 發明説明（11 ) 次 充 電 / 放 電 所 得 的 值 當 做 為 循 環 效 率 0 循 環 效 率 愈 高 循 環 壽 命 愈 長 0 高 比 率 效 率 • » 將 第 3 次 充 電 / 放 電 的 放 電 容 量 除 以 第 2 次 充 電 / 放 電 所 得 的 值 當 做 為 高 比 率 效 率 〇 高 率 效 率 越 高 > 高 率 容 量 越 高 0 實 直 例 1 將 數 平 均 分 子 量 50 ,000 且 溶 解 在 溶 劑 N - 甲 基 吡 咯』 院 酮 的 2 重 量 % 聚 硪 酸 乙 二 酯 (以下有時簡稱” P E C ”）和溶解在 溶 劑 N- 甲 基 吡 咯 院 m 的 8 重 量 % 聚 偏 氟 乙 烯 加 到 90 重 量 % 上 述 矽 烷 偶 合 劑 處 理 過 的 磺 粉 中 作 為 黏 合 劑 t 接 著 充 份 地 揑 揉 到 形 成 漿 糊 0 將 漿 糊 塗 在 當 做 電 流 集 電 器 的 1 0 μ田 厚 銅 箔 之 後 1 將 經 塗 覆 的 銅 箔 乾 燥 並 壓 成 薄 板 » 剪 成 1 . 5 > < 2 公分的小塊以 獲 得 含 有 PEC的陽極。 非 水 性 電 解 液 俗 m 由 將 當 做 電 解 質 塩 類 的 Li PF 6溶在 當 做 電 解 質 溶 劑 的 碩 酸 二 甲 酯 (以下有時簡稱” DHC")中溶 解 到 1 莫 耳 /升而製得。 在上述陰極和上述所得的含PEC之 陽 極 中 間 插 入 分 隔 板 0 將 非 水 性 電 解 質 和 插 入 有 分 隔 板 的 電 極 放 入 不 銹 钢 製 成 的 容 器 中 以 産 生 電 池 A1 0 該 電 池 的 充 電 / 放 電 像 在 上 述 條 件 下 進 行 〇 循 環 效 率 和 高 tb 率 效 率 的 觀 察 結 果 列 於 表 1 0 fch 較 例 1 將 溶 解 在 溶 劑 Η- 甲 基 吡 咯 院 酮 的 10 重 量 % 聚 偏 氟 乙 烯 加 到 90 重 量 % 上 述 矽 院 偶 合 劑 處 理 過 的 m 粉 中 作 為 黏 合 劑 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 11 38309 請 先 閲

S 背 雨 之 注 意 事 項 再 i A7 B7五、發明説明（12) ,接著充份地揑揉到形成漿糊。將漿糊塗在當做電流集電 器的1〇μ*厚銅箱之後，將經塗g的銅箔乾燥並壓成薄板， 塊 小 的 分 公 2 含 不 得 獲 含 不 的 得 所 述 上 和 極 陰 述 X 5 上 1.將 成 剪

隔 分 入 I 捶 。間 極"之 陽 U搔 的 C&陽 E C 有 入 据 和 液 解 E 性 水 非 的 成 組 同 相 1X 例 施 實 0 J 與 有 具 將 ο 板 池 ιροτ 得 製 而 中 器 容 的 成 製 銷 銹 不 入 放 極 gBl 的 板 隔 分 該 行 進 下 件 條网 的另 1 果 同 結 察 例觀 施的 實率 與效 在率 傺 比 電 高 放和 / 率 電效 充環 的循 池 電 相 表 於 2 例 旃 啻 的 類 塩 質 解 i 做 當 將 由 0 係 液 解 電 性 水 非 於 溶 得？ 插 Η而之 窗 時 / 陽 有取 C 下莫ΡΕ 以 1 含 ί到得 解製 溶法 ， 方 中同 劑相 溶 1 合例 DM混施 的1)實 劑1:據 溶b=根 質it和 漬 解 極 電(^陰 做C''在 當 Ε ο —1— n I I i— I - I n I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 酯 甲 酯 乙 酸 碩 和 不 入 放 極 電 的 板 隔 分 有 入 捶 和 液 解 性 水 非 將 ο 板 隔 分 入 池 電 得 製 以 ♦wt 一 裡 器 容 的 成 製 網 銹 進 下 件 條 的 同 相 11 例 施 實 與 在 係 電 放 / 1κ>ΐΒ- 負 充 的 池 IE ιροτ 該 —訂 % 行 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 表 於 列 31/ 結 察 觀 的 率 效 率 比 高 和 率 效 環 循 2 例 較 fch 極 陽 之 gs 性 水 非 Ε I P 的 含成 不組 得 同 製相 法 2 方例 同施 相實 1 與 例有 較具 比將 據 。 根板 和隔 極分 陰入 在插 間 之 製 ββ4 而 J 二 裡 器 容 的 成 製 钢 銹 不 入 放 極 電 的 板 隔 分 有 入 〇 i 2 插 R 和池 液電 解得 進 下 件 條 的 同 相 1 例 施 實 與 在 係 lyml 放 / gB ipsr 充 的 池 電 該 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 12 38 3 09 396654 A7 B7 經濟部中央揉準局貝工消費合作杜印裝 五、發明説明（1 3 ) 1 行 0 - 1 I 循 環 效 率 和 高 比 率 效 率 的 觀 察 結 果 列 表 1 0 1 I 旃 M. 3 1 I 請 1 1 非 水 性 電 解 液 係 藉 由 將 當 做 電 解 質 塩 類 的 Li PF 6溶於 先 閲 I I 讀 1 當 做 電 解 質 溶 劑 的 EC 1 DMC和 EMC (體積比： 30 ： 35 :35) 混 合 背 1 I 之 1 溶 劑 中 溶 解 到 1 莫 耳 / 升 而 製 得 0 在 陰 極 和 根 據 實 施 例 1 注 意 1 I 事 1 ή 同 方 法 製 得 含 PEC陽極之間插入分隔板。 將非水性電解 項 再 填 1 液 和 插 入 有 分 隔 板 的 電 極 放 入 不 锈 銷 製 成 的 容 器 裡 而 製 得 寫 本 頁 1 電 池 A3 〇 • V_✓ 1 1 該 電 池 的 充 電 / 放 電 傜 在 與 實 施 例 1 相 同 的 條 件 下 進 1 行 0 1 » 循 環 效 率 和 高 比 率 效 率 的 觀 察 結 果 列 於 表 1 0 訂 hh 較 例 3 1 I 在 陰 極 和 根 據 fcb 較 例 1 相 同 方 法 製 得 不 含 PEC之陽極 1 I 之 間 插 入 分 隔 板 0 將 具 有 與 實 施 例 3 相 同 組 成 的 非 水 性 電 圈 解 液 和 插 入 有 分 隔 板 的 電 極 放 入 不 銹 鋼 製 成 的 容 器 裡 而 製 J 得 電 池 R3 0 1 1 該 電 池 的 充 電 / 放 電 偽 在 與 實 施 例 1 '相 同 的 條 件 下 進 1 1 行 〇 1 1 - 循 環 效 率 和 高 比 率 效 率 的 觀 察 結 果 列 於 表 1 〇 1 1 1 ! 1 I 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 13 38309 經濟部中央揉準局員工消費合作社印裝 396654 a? B7 五、發明説明（14) 〈表1> 電池 陽極 中之 PEC 電解質 溶 劑 循環 效率 高比率 效 率 實施例1 A1 含 DMC 0.83 0.76 比較例1 R 1 不含 DMC 0.80 0.70 實施例2 A2 含 DMC + EMC 0.87 0.71 比較例2 R2 不含 DMC + EMC 0.68 0.45 實施例3 A3 含 EC+DMC+ EMC 0.76 0.64 比較例3 R3 不含 EC+DMC+ EMC 0.77 0.60 從表1看出，當電解質溶劑不包含、EC# ,本發明的電 池A1和A2在循環效率方面顯著地比電哗R1和02好。當電解 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ^ 14 38309 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

396654 A7 B7 經濟部中央橾準局貞工消费合作社印装

五、 發明説明（ 15 ) « | | 質 溶 劑 含 有 EC時 ， 本 發 明 電 池 A3的 循 環 效 率 幾 乎 與 R3相同 | 〇 此 外 電 池 A1和 A2具 有 fcb 電 池 A3和 R3較 高 的 循 環 效率。 1 I 本 發 明 的 電 池 A1 1 A2和 A3在 高 比 率 效 率 上 分 別 地 與 電池R1 1 請 I % R2和 R3作 比 較 9 偽 已 改 善 0 先 閲 1 I 1 I 在 使 用 傳 統 不 包 含 P E C之陽極的鋰二次電池中， 當使 背 面 1 I 之 1 用 DMC當做電解質溶劑時， 室溫時循環效率良好（ 電 池R1) 注 意 1 1 0 然 而 > 因 為 電 解 液 在 電 池 正 常 操 作 溫 度 範' 圍 裡 的 低溫下 項 再 填 1 固 化 9 所 以 不 能 實 際 地 應 用 0 將 像 是 EMC的不對稱非璟 寫 本 s I 狀 磺 酸 酯 加 到 DMC難以使電解質固化。 藉此， 可改良操作 貝 1 1 | 性 0 另 一 方 面 ) 其 中 將 上 述 不 對 稱 非 環 狀 碩 酸 酯 加 入而作 • 1 1« 為 電 解 質 溶 劑 之 成 分 的 電 池 具 有 較 低 的 循 環 效 率 (電池 1, R2) 〇 藉由更進- -步地將EC加人電解質（ 電 池 R3)可能減少 訂 1 循 環 效 率 的 損 失 0 然 而 » 因 為 EC熔 點 很 高 而 黏 度 也 高，所 1 1 以 像 是 高 比 容 量 $ 低 溫 容 量 等 較 好 的 性 質 像 藉 由 加 入EC而 1 1 降 低 〇 1 •Τ 根 據 本 發 明 的 陽 極 和 使 用 該 陽 極 的 鋰 二 次 電 池 中，當 »1 電 解 液 不 含 EC時 « 循 環 效 率 和 高 比 率 效 率 比 使 用 傳 統陽極 1 1 的 鋰 二 次 電 池 » 更 予 以 改 善 〇 根 據 本 發 明 的 陽 極 和 使用該 1 I 陽 極 的 鋰 二 次 電 池 中 » 當 電 解 液 包 含 EC作 為 電 解 質 溶劑之 I I 成 分 時 » 循 環 效 率 没 有 減 少 而 高 fcb 率 效 率 比 使 用 傳 統陽極 I I 的 鋰 二 次 電 池 業 已 改 善 〇 I I 藉 此 » 可 以 提 供 具 有 循 環 壽 命 長 和 高 率 容 量 極 佳的鋰 i 第 二 之 電 池 • 而 且 其 産 業 /as m 值 極 大 0 I I I I +紙張尺度適用中國國家標準（〇奶）八4規格（210'乂297公釐） 15 38309

Claims (1)

1. 396654 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 有 含 括 包 極 陰 的 料 材 虬性 電/活 次做 二 當 鋰料 液材 解之 電子 性離 水鋰 非有 種摻 一 未 / -摻 有可 摻/有 可含 , 有 極於 陽解 的溶 料塩 材鋰 性將 活由 做藉 當 及 料 ， 材板 碩隔 含分 之.的 子間 離極 鋰陽 有和 摻極 未陰 / 在 有插 劑 溶Π 機式 t* " 結 列 下 具 有 含 極 陽 中 其 液 解 電 的 得 製 而 中 物 合 聚 棊 酯 酸 碩 之 示 所 ο Ic UMO f - -1 I rL 均 平f 數S Kf o_ ο ο QΛ- ζ 霡 超 不 且 並- ο ο 3 於 少 不 有 具 物 。 合 量 聚子 該夯 ， 主； 池物 電 合 次聚 二在 锂偽 液多 解更 電或 性¾ 水50 非的 之數 項總 1 基 第酯 圍酸 範碩 利之 專含 請所 申 中 如其 2 ,_ 池支 電 物 次合 二 聚 鋰在 鱉上 電以 性 ％ 水50 非的 之I 項總 1 基 第％酯 圍酸 範战 利之 專含 。請所 上申中 鍵如其 3 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 池 ge 次構 二 結 鋰 學 液化 解的 電 示 性所 水 η bH. I •ms _—_ 之式 項構 2 結 第由 圍有 範含 利物 專 合 請聚 〇 申中 上如其 ο cnHO0— J _ 4 rc—R lll 2 R' 10- l 過基値 超烷10 不芳過 有的超 具子不 , 原 有 子磺具 原値或 氫10基 示過香 表超芳 別不的 分有子 R4具原 和，磺 R.3基傾 ，烷0 R2的過 , 子超 R1原不 中磺有 其個具 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 16 38309 396654 ll D8ττ、申請專利範圍 基 烷 鹵 的 子 原 5 池霉：-兀 I單 裡£ 夜.重 解的 電示 生所 性 3 水II 非CI 之式 項構 4 結 第由 圍括 範包 利物 專合 請聚 申中 如其

   \H/ cHO 基 烷 的 子 原 碩 個 ο 11 0 超 不 有 具 示 表 R 中 其 6 池 電 次 二 m: 鋰 液 解 EB 性 〇 水子、 非：原、 之氫 項為 4 4 R 第和 J 3 圍 Od 範 ， 利R2 專 ， 請R1 申中 如其 I — I------^ I. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 請 申 如 聚 中 其 池 I : 次元 二 單 Μ 覆 液重 解的 Β 1^ IpOT I 福 性所 水VI 非[1 之式 項構 4 結 第由 圍括 範包 利物 專 合 HICIH Η—cn Η CHC ο IV

   、11 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 17 38 309