高温特性及低温特性优异的二次电池制造技术

技术编号:12809038 阅读:73 留言:0更新日期:2016-02-05 08:22
本发明专利技术涉及一种二次电池,其特征为,所述二次电池包括:正极、负极,以及电解液,所述正极包括:正极集电体、包括粘合剂及碳的碳层,以及活性物质层,所述电解液包括:LiPF6及LiFSI。本发明专利技术的二次电池不仅高温特性及低温特性优异,而且正极的腐蚀也被抑制,从而具有二次电池的寿命得到提高的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高温特性及低温特性优异的二次电池
技术介绍
二次电池是能够充电及放电的电池,用于数码相机、电动汽车、混合动力汽车、移 动电话等。这种二次电池有镍-镉电池、镍-金属混合动力电池、镍-氢电池、锂二次电 池等。其中,锂二次电池与镍-镉电池及镍-金属混合动力电池等其它二次电池相比, 运行电压高,并且单位重量的能量密度的特性优异,因此被广泛使用(韩国公开专利第 2〇13_0〇97914 号等) 另一方面,六氟磷酸锂(LiPF6)为在二次电池的电解液中通常使用的盐,在低温 下锂离子的迀移率降低,在高温下,使得因HF产生而引起的正极活性物质中的金属溶出离 子加速,从而存在容量劣化的问题。并且,当LiPF6的含量过高时,在高温下发生二次电池 (cell)的膨胀(swelling)。因此,本专利技术的专利技术人在研究低温及高温中均优异的二次电池 的过程中,确认了使用以特定比例包含LiPF6&LiFSI的电解液和正极集电体被碳层涂覆 的正极时,在低温和高温下的特性均优异,并且二次电池的寿命也得到延长,从而完成了本 专利技术。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题 本专利技术的目的在于,提供一种高温特性及低温特性优异的二次电池 (二)技术方案 为了实现上述目的,本专利技术提供一种二次电池,所述二次电池包括:正极、负极,以 及电解液,所述正极包括:正极集电体、包括粘合剂及碳的碳层,以及活性物质层,所述电解 液包括:LiPF6&LiFSI。 (三)有益效果 本专利技术的二次电池不仅高温特性及低温特性均优异,而且由于正极的腐蚀受到抑 制,因此,具有二次电池的寿命也得到延长的效果。【具体实施方式】 本专利技术涉及一种二次电池,其特征为,所述二次电池包括:正极、负极,以及电解 液,所述正极包括:正极集电体、包括粘合剂及碳的碳层,以及活性物质层,所述电解液包括 1^卩卩 6及LiFSI。 以下,对本专利技术进行详细的说明。 本专利技术的正极包含以正极集电体、碳层及活性物质层的顺序层积的层积体 ιΗ极集电体 本专利技术的正极集电体,只要是通常用于二次电池的正极集电体即可,不受特别的 限制。例如,作为本专利技术的正极集电体可以使用铝箱,但并不限定于此。 碳层 本专利技术的碳层涂覆正极集电体,并防止所述活性物质层和所述正极集电体直接接 触。当没有本专利技术的碳层时,正极集电体被电解液内的LiFSI盐腐蚀。 所述碳层包含粘合剂及碳。 所述粘合剂优选为N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)非溶解性粘合剂。例如,本发 明的碳层的粘合剂可以为聚丙烯酸酯系列粘合剂、藻酸盐(alginate)系列粘合剂、聚 乙稀醇或丁苯橡胶(styrenebutadienerubber,SBR)/駿甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)粘合剂,优选为聚丙稀酸(poly(acrylicacid),PAA)、聚甲基丙稀酸甲酯 (poly(methylmethacrylate),PMMA)、聚乙稀醇(polyvinylalcohol,PVA)、藻酸盐、丁苯 橡胶、羧甲基纤维素等。将NMP溶解性粘合剂,例如,将聚偏二氟乙烯(PVDF)作为所述粘合 剂使用时,涂覆正极活性物质时所使用的溶剂NMP会使碳层发生膨胀,从而正极可能会被 腐蚀。因此,本专利技术优选在碳层中不使用PVDF等NMP溶解性粘合剂。 所述碳不受特别的限制,例如,可以选自由石墨、炭黑、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、 科琴黑(ketjenblack)及乙炔炭黑(denkablack)组成的组。 所述碳层以1:0. 2至1. 2重量比包含碳和粘合剂。当所述粘合剂的重量比小于 〇. 2时,碳层不能很好地形成涂覆;当粘合剂的重量比超过1. 2时,则由于粘合剂而使电阻 变强,从而使二次电池的特性劣化。 本专利技术的碳层除了包含粘合剂及碳之外,还可以进一步包含适当的传导性聚合物 等。 活件物质层 本专利技术的正极活性物质层包含N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂,还包含除此之外的 活性物质,该活性物质的使用不受限制,可以使用通常用于二次电池正极中的活性物质。 用于活性物质层中的粘合剂不受特别的限制。例如,可以将PVDF等用作活性物质 层的粘合剂,从而在碳层上涂覆活性物质层。 电解液 本专利技术的电解液以1:0. 3至2.0的重量比包含LiFSI和LiPF6。当LiPF6的重量 比小于0. 3或只使用LiFSI而不使用LiPFJt,则阻碍高温特性,尤其在70°C以上的条件 下,在二次电池内部产生气体,从而产生膨胀,并且发生容量维持率降低的现象。另一方面, 当LiPF6的重量比超过2. 0或只使用LiPF^不使用LiFSI时,则LiFSI所引起的低温功 率及高温存储特性的改善效果甚微,从而导致在低温下的锂离子迀移率降低,并且1^?&在 50~60°C的温度下容易被分解。 本专利技术的电解液可以包含碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯等通常用于二次 电池电解液的溶剂。 二次电池 本专利技术涉及一种二次电池,其特征为,所述二次电池包括:正极、负极,以及电解 液,所述正极包括:正极集电体、包括粘合剂及碳的碳层,以及活性物质层,所述电解液包 括:LiPF6&LiFSI。 本专利技术的二次电池的高温特性及低温特性均优异。这时,所述高温是指65-75Γ, 优选为70°C,所述低温是指-30°C。另外,本专利技术的二次电池中由于使用了碳层,因此,防止 了正极的腐蚀,从而具有二次电池的寿命得到延长的特征。这是因为本专利技术的二次电池以 特定比例包含LiPFjPLiFSI,从而不仅高温特性及低温特性均得到提高,而且通过使用碳 层来防止LiFSI所引起的正极腐蚀,并且由于正极活性物质层的甲基吡咯烷酮,使得二次 电池的效率得到了提高。为此,本专利技术的二次电池的碳层在二次电池循环期间不会发生膨 胀并保护正极集电体。 参照下面详细叙述的实施例及实验例,会使本专利技术的优点及特征更加明确。然而, 本专利技术并不限定于下面公开的实施例及实验例,可以通过其它多种方式实现。本实施例及 实验例的提供只是为了使本专利技术充分公开,并且向本领域技术人员说明本专利技术的范畴,本 专利技术的范围仅被权利要求的范围所定义。 〈实施例1> 正极当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池,其特征在于,所述二次电池包括:正极、负极,以及电解液,所述正极包括:正极集电体、包括粘合剂及碳的碳层,以及活性物质层,所述电解液包括:LiPF6及LiFSI。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:闵载鈗
申请(专利权)人:SK新技术株式会社
类型:发明
国别省市:韩国;KR

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1