改善锂二次电池的寿命的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高锂二次电池寿命的方法，所述方法包括以下步骤：通过将电解液注入到嵌入有电极组件的电池中来制造电池；和对所制造的电池进行充放电，并且在放电容量相对于初始容量达到80％的充放电循环数的1/2循环的时间点之前额外注入电解液。

Methods to improve the life of lithium secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改善锂二次电池的寿命的方法
本申请要求于2017年11月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0147836号的优先权和权益，将其全部内容通过引用的方式并入本文中。本专利技术涉及一种用于提高锂二次电池的寿命的方法。
技术介绍
随着对移动装置的技术发展和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。在这样的二次电池当中，具有高能量密度和工作电位、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。此外，随着近来对环境问题的关注的增加，已经进行了对可以取代使用化石燃料的车辆如作为造成空气污染的主要原因之一的汽油车辆和柴油车辆的电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)等的广泛研究。镍氢金属(Ni-MH)二次电池通常用作此类电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)等的电源，但是，对具有高能量密度、高放电电压和输出稳定性的锂二次电池的需求已经增加。在诸多锂二次电池当中，使用具有硫-硫键的硫化合物作为正极活性材料，并且使用碱金属如锂、引起金属离子如锂离子的嵌入和脱嵌的碳基材料、或与锂形成合金的硅或锡作为负极活性材料的锂硫电池是显示出现有锂离子电池的5倍即2500Wh/kg的较高理论能量密度从而能够获得高输出和高能量密度的电池。除此之外，用作正极活性材料的硫具有价格低廉、易于供应和环保的优点。然而，尽管具有上述优点，但是由于放电产物多硫化物与电解液反应引起的容量和寿命降低的问题，使得锂硫电池难以商业化。包括锂硫电池的锂二次电池具有如下结构：包含锂盐的非水电解质浸渗到电极组件中，所述电极组件包含各自具有涂布在集电器上的活性材料的正极和负极，以及设置在正极和负极之间的多孔隔膜。当非水电解质没有充分地浸渗到电极中时，不会发生电化学反应，并且容量可能降低或电化学性能可能降低。因此，为了充分利用具有高能量密度的锂硫电池，在制造过程中注入和浸渗电解液的工序是非常重要的。为此，需要将适量的电解液注入锂硫电池中。当过量注入电解液时，多硫化锂(LiPS)溶出增加，从而加速寿命的降低。另外，当注入少量的电解液时，由于过电压而不能适当地获得性能。然而，即使在注入适量的电解液时，随着充放电循环的进行，电解液也会由于负极的体积膨胀而耗尽，从而导致过电压，这导致电池劣化的问题。因此，进一步需要开发随着充放电循环的进行而注入电解液以提高电池性能的用于提高锂二次电池的寿命的方法。[现有技术文献](专利文献1)韩国专利申请公开第2004-0014163号“用于锂硫电池的聚合物电解质和包含所述电解质的锂硫电池”
技术实现思路
【技术问题】作为广泛研究的结果，本专利技术的专利技术人已经发现，当对制造的电池进行充放电时，在以相对于初始容量变成特定容量值的充放电循环数作为基准的一定时间点之前额外注入一定量的电解液时，电池寿命特性得以提高，从而完成了本专利技术。因此，本专利技术的一方面提供一种用于提高锂二次电池的寿命的方法，所述方法能够通过在特定时间点之前在锂二次电池中注入一定量的电解液来提高电池的寿命特性。【技术方案】根据本专利技术的一个方面，提供一种用于提高锂二次电池的寿命的方法，所述方法包括如下步骤：a)通过将电解液注入到嵌入有电极组件的电池中来制造电池；和b)对所制造的电池进行充放电，并且在放电容量相对于初始容量达到80％的充放电循环数的1/2循环的时间点之前额外注入电解液。【有益效果】本专利技术仅通过使用在特定时间点之前注入一定量的电解液的简单方法就能有效地提高锂二次电池的寿命特性。附图说明图1为示出根据本专利技术的实施例和比较例的注入电解液的方法的示意图。图2为示出根据本专利技术的实施例和比较例的锂二次电池的寿命特性的变化的图。具体实施方式下文中，将参照附图详细地描述本专利技术以便本领域的普通技术人员容易地实施本专利技术。然而，本专利技术可以以许多不同的形式实施并且不限于本说明书。在附图中，为了清楚地说明本专利技术，省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中，将相似的附图标记用于类似的要素。此外，附图中所示的部件的尺寸和相对尺寸与实际比例尺无关，并且为了清楚描述，可以缩小或放大。本说明书和权利要求中所用的术语或词语不应当被解释为限于一般含义和字典中的含义，而应基于允许本专利技术人适当地定义术语以进行最佳解释的原则基于符合本公开的技术构思的含义和概念来解释。在锂二次电池中，在将电极组件存储在电池壳中之后进行注入电解液的工序。这样的电解液注入需要适量的注入。注入过量的电解液时，多硫化锂(LiPS)溶出增加，从而加速寿命的降低。另外，当注入少量的电解液时，由于过电压而可能不能适当地获得性能。除此之外，即使在注入适量的电解液时，随着循环的进行，电解液也会由于负极的体积膨胀而耗尽，从而引起过电压，这导致电池劣化的问题。为了解决这样的问题，需要在适当的时间点注入适量额外的电解液。提高锂二次电池的寿命的方法鉴于上述情况，为了提高锂二次电池的寿命特性，本专利技术提供一种通过额外地注入电解液而提高锂二次电池的寿命的方法。本专利技术的用于提高锂二次电池的寿命的方法包括如下步骤：a)通过将电解液注入到嵌入有电极组件的电池中来制造电池；和b)对所制造的电池进行充放电，并且在放电容量相对于初始容量达到80％的充放电循环数的1/2循环的时间点之前额外注入电解液。首先，本专利技术的用于提高锂二次电池的寿命的方法包括：a)通过将电解液注入到嵌入有电极组件的电池中来制造电池的步骤。在步骤a)中，在没有任何额外的压力变化的情况下在室温下注入电解液，并且可以在锂二次电池的制造过程中使用公知的方法注入而没有特别限制。在此，在步骤a)中，优选调节电解液的初始水位以使得电极组件不暴露在电解液上方，并且充分引入电解液。这允许整个电极组件完全浸没在电解液中，并且通过后述的真空处理，电解液可以均匀地浸渗电极组件的整体的顶部、底部、左侧和右侧，并且可以在短时间内有效地浸渗到电极组件中。步骤a)中使用的电极组件通常包含一个或多个单元电池，所述单元电池具有如下基本结构：由正极活性材料和正极集电器形成的正极，由负极活性材料和负极集电器形成的负极，以及阻挡正极和负极之间的电接触并且锂离子可以经由其迁移通过的隔膜。在本专利技术中，单元电池可以为锂二次电池单元。锂二次电池单元由以下形成：正极；负极；以及在所述正极和负极之间的用于传导锂离子的电解液，并且遵循本领域中的常规方式而没有特别限制。正极可以使用诸如单质硫(S8)、Li2Sn(n≥1)、有机硫化合物或碳硫聚合物((C2Sx)n：x＝2.5至50，n≥2)的含硫材料作为正极活性材料。负极可以使用能够可逆地嵌入或脱嵌锂离子的材料、能够通过与锂离子反应而可逆地形成含锂化合物的材料、锂金属、锂合金等作为负极活性材料。在本专利技术中，可以使用本领域中已知的常规方法来制造电极组件，并且电极组件的形状也没有特别限制，并且其实例可以包括缠绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提高锂二次电池的寿命的方法，所述方法包括如下步骤：/na)通过将电解液注入到嵌入有电极组件的电池中来制造电池；和/nb)对所制造的电池进行充放电，并且在放电容量相对于初始容量达到80％的充放电循环数的1/2循环的时间点之前额外注入电解液。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171108 KR 10-2017-01478361.一种用于提高锂二次电池的寿命的方法，所述方法包括如下步骤：
a)通过将电解液注入到嵌入有电极组件的电池中来制造电池；和
b)对所制造的电池进行充放电，并且在放电容量相对于初始容量达到80％的充放电循环数的1/2循环的时间点之前额外注入电解液。


2.根据权利要求1所述的用于提高锂二次电池的寿命的方法，其中，相对于最初注入的电解液，所述额外注入的电解液的量为50体积％至100体积％。


3.根据权利要求1所述的用于提高锂二次电池的寿命的方法，其中，所述放电容量相对于初始容量达到80％的充放电循环数的1/2循环的时间点为20至30次循环的时间点。


4.根据权利要求1所述的用于提高锂二次电池的寿命的方法，其中所述电解液为醚类电解液。


5.根据权利要求4所述的用于提高锂二次...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴奇秀，李昇昊，郑炳孝，李炫受，梁斗景，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR