锂二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种锂二次电池，更详细地，涉及一种由于具有下述结构，从而寿命特性得到显著提高，并且显示出优异的贯穿耐久性的锂二次电池，所述锂二次电池包含阳极电极、阴极电极及插入在所述阳极电极和阴极电极之间的分离膜，所述阳极电极包含含有锂‑金属氧化物的阳极活性物质，所述锂‑金属氧化物的金属中的至少一种在中心部到表面部之间具有连续的浓度梯度，所述阴极电极的至少一面包含陶瓷涂布层，所述分离膜包含基材薄膜及包含在所述基材薄膜的至少一面的陶瓷涂布层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂二次电池，更详细地，涉及一种寿命特性及贯穿稳定性优异的锂二次电池。
技术介绍
随着电子、通信及计算机行业的急速发展，诸如便携式摄像机、移动电话及笔记本电脑等的便携式电子通信设备正辉煌发展。因此，对于作为能够驱动它们的动力源的锂二次电池的需求也在日益增加。尤其，作为环保动力源，在电动车、不间断电源装置、电动工具及人造卫星等中的应用方面，不仅是韩国，日本、欧洲及美国等国家也进行广泛的研究。目前使用的二次电池中，在1990年代初开发的锂二次电池的结构为：阴极电极，其为能够吸收及释放锂离子的碳材料等；阳极电极，其由含有锂的氧化物等制成；以及非水电解液，其为在混合有机溶剂中溶解有适当量的锂盐的电解液。然而，随着锂二次电池的应用范围的扩大，需要在高温或低温环境等更加恶劣的环境中使用锂二次电池的情况正在增加。但是，作为锂二次电池的阳极活性物质使用的锂过渡金属氧化物或复合氧化物在电充满的状态下保管在高温中时，金属成分从阳极电极脱离，从而在热方面处于不稳定状态。另外，当发生由外部冲击引起的强制性的内部短路时，存在因电池内部的发热量急剧上升而导致起火的问题。为了解决这些问题，韩国公开专利第2006-0134631号中公开有核部和壳部由不同的锂过渡金属氧化物组成的核-壳结构的阳极活性物质，但在提高寿命特性及电池稳定性方面仍然不令人满意。【现有技术文献】【专利文献】专利文献1：韩国公开专利第2006-0134631号
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术的目的在于，提供一种寿命特性及贯穿稳定性优异的锂二次电池。技术方案本专利技术涉及一种锂二次电池，所述锂二次电池包含阳极电极、阴极电极及插入在所述阳极电极和阴极电极之间的分离膜，所述阳极电极包含含有锂-金属氧化物的阳极活性物质，所述锂-金属氧化物的金属中的至少一种在中心部到表面部之间具有连续的浓度梯度；所述阴极电极在至少一面包含陶瓷涂布层；所述分离膜包含基材薄膜及包含在所述基材薄膜的至少一面的陶瓷涂布层。在本专利技术的锂二次电池中，形成所述锂-金属氧化物的金属中的另一种从中心部到表面部可以具有一定的浓度。在本专利技术的锂二次电池中，所述锂-金属氧化物可以包含：第一金属，其在中心部到表面部之间具有浓度增加的浓度梯度区域；以及第二金属，其在中心部到表面部之间具有浓度减少的浓度梯度区域。在本专利技术的锂二次电池中，所述锂-金属氧化物用下述化学式1表示，并且下述化学式1中，M1、M2及M3中的至少一种从中心部到表面部具有连续的浓度梯度区域：[化学式1]LixM1aM2bM3cOy(式中，M1、M2及M3选自Ni、Co、Mn、Na、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ag、Ba、Zr、Nb、Mo、Al、Ga及B，并且0<x≤1.1，2≤y≤2.02，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0<a+b+c≤1)。在本专利技术的锂二次电池中，所述M1、M2及M3中的至少一种从中心部到表面部可以具有浓度增加的浓度梯度区域，其余的从中心部到表面部可以具有浓度减少的浓度梯度区域。在本专利技术的锂二次电池中，所述M1、M2及M3中的任一种从中心部到表面部可以具有浓度增加的浓度梯度区域，另一种从中心部到表面部可以具有浓度减少的浓度梯度区域，其余的一种从中心部到表面部可以具有一定的浓度。在本专利技术的锂二次电池中，所述M1、M2及M3分别可以为Ni、Co及Mn。在本专利技术的锂二次电池中，所述M1可以为Ni，并且0.6≤a≤0.95及0.05≤b+c≤0.4。在本专利技术的锂二次电池中，所述M1可以为Ni，并且0.7≤a≤0.9及0.1≤b+c≤0.3。在本专利技术的锂二次电池中，所述阴极电极的陶瓷涂布层可以包含平均粒径为0.01至2.0μm的陶瓷粉。在本专利技术的锂二次电池中，所述阴极电极的陶瓷涂布层以涂布层总重量计，可以包含80至97重量％的陶瓷粉。在本专利技术的锂二次电池中，所述分离膜的陶瓷涂布层可以包含平均粒径为0.01～2.0μm的陶瓷粉。在本专利技术的锂二次电池中，所述分离膜的陶瓷涂布层以涂布层总重量计，可以包含80～97重量％的陶瓷粉。在本专利技术的锂二次电池中，所述阴极电极及分离膜的陶瓷涂布层可以分别独立地包含作为金属氧化物的陶瓷粉，所述金属氧化物包含铝(Al)、钛(Ti)、锆(Zr)、钡(Ba)、镁(Mg)、硼(B)、钇(Y)、锌(Zn)、钙(Ca)、镍(Ni)、硅(Si)、铅(Pb)、锶(Sr)及锡(Sn)、铈(Ce)中的至少一种金属。在本专利技术的锂二次电池中，所述阴极电极及分离膜的陶瓷涂布层可以分别独立地包含选自Al2O3、TiO2、ZrO2、Y2O3、ZnO、CaO、NiO、MgO、SiO2、SiC、Al(OH)3、AlO(OH)、BaTiO3、PbTiO3、PZT、PLZT、PMN-PT、HfO2、SrTiO3、SnO3及CeO2中的至少一种的陶瓷粉。在本专利技术的锂二次电池中，包含在所述阴极电极的一面的陶瓷涂布层的厚度可以为1～10μm。在本专利技术的锂二次电池中，包含在所述分离膜的一面的陶瓷涂布层的厚度可以为1～10μm。在本专利技术的锂二次电池中，所述阴极电极及分离膜的陶瓷涂布层总厚度的和可以为5～30μm。有益效果本专利技术的锂二次电池通过组合包含具有连续的浓度梯度的金属的阳极活性物质、分别包含陶瓷涂布层的阴极电极和分离膜，从而能够显示出寿命特性和贯穿耐久性均得到显著改善的效果。附图说明图为1概略示出构成实施例的锂-金属氧化物的金属元素的浓度测定位置的图。图2为实施例1的锂-金属氧化物截面的照片。图3为比较例1的锂-金属氧化物截面的照片。具体实施方式本专利技术涉及一种锂二次电池，更详细地，涉及一种由于具有下述结构，从而寿命特性得到显著提高，并且显示出优异的贯穿耐久性的锂二次电池，所述锂二次电池包含阳极电极、阴极电极及插入在所述阳极电极和阴极电极之间的分离膜，所述阳极电极包含含有锂-金属氧化物的阳极活性物质，所述锂-金属氧化物的金属中的至少一种在中心部到表面部之间具有连续的浓度梯度，所述阴极电极的至少一面包含陶瓷涂布层，所述分离膜包含基材薄膜及包含在所述基材薄膜的至少一面的陶瓷涂布层。下面，对本专利技术进行详细说明。本专利技术涉及一种锂二次电池，所述锂二次电池包含阳极电极、阴极电极，以及插入在所述阳极电极和阴极电极之间的分离膜。阳极电极本专利技术的阳极电极包含阳极活性物质，所述阳极活性物质包含具有特定浓度梯度的锂-金属氧化物。本专利技术中使用的阳极活性物质包含锂-金属氧化物，所述锂-金属氧化物的金属中的至少一种从中心部到表面部具有连续的浓度梯度。这种阳极活性物质与没有浓度变化的阳极活性物质相比，寿命特性卓越。在本专利技术中，锂-金属氧化物中的金属从中心部到表面部具有连续的浓度梯度是指，除了锂以外的金属从锂-金属氧化物粒子的中心部到表面部具有以一定倾向变化的浓度分布。一定倾向表示整体的浓度变化趋势为减少或增加，但不排除在部分支点具有与上述趋势相反的值。在本专利技术中，粒子的中心部表示从活性物质粒子的正中央到半径0.2μm以内的部分，粒子的表面部表示从粒子的最外壳到0.2μm以内的部分。本专利技术的阳极活性物质至少包含一种具有浓度梯度的金属。因此，作为一实施例，可以包含：第一金属，其从中心部到表面部具有浓度增加的浓度梯度区域；以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二次电池，其特征在于，所述锂二次电池包含阳极电极、阴极电极及插入在所述阳极电极和阴极电极之间的分离膜，所述阳极电极包含含有锂‑金属氧化物的阳极活性物质，所述锂‑金属氧化物的金属中的至少一种在中心部到表面部之间具有连续的浓度梯度；所述阴极电极的至少一面包含陶瓷涂布层，所述分离膜包含基材薄膜及包含在所述基材薄膜的至少一面的陶瓷涂布层。

【技术特征摘要】
2015.08.10 KR 10-2015-01124671.一种锂二次电池，其特征在于，所述锂二次电池包含阳极电极、阴极电极及插入在所述阳极电极和阴极电极之间的分离膜，所述阳极电极包含含有锂-金属氧化物的阳极活性物质，所述锂-金属氧化物的金属中的至少一种在中心部到表面部之间具有连续的浓度梯度；所述阴极电极的至少一面包含陶瓷涂布层，所述分离膜包含基材薄膜及包含在所述基材薄膜的至少一面的陶瓷涂布层。2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，形成所述锂-金属氧化物的金属中的另一种从中心部到表面部具有一定的浓度。3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述锂-金属氧化物包含：第一金属，其在中心部到表面部之间具有浓度增加的浓度梯度区域；以及第二金属，其在中心部到表面部之间具有浓度减少的浓度梯度区域。4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述锂-金属氧化物用下述化学式1表示，并且下述化学式1中，M1、M2及M3中的至少一种从中心部到表面部具有连续的浓度梯度：[化学式1]LixM1aM2bM3cOy式中，M1、M2及M3选自Ni、Co、Mn、Na、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ag、Ba、Zr、Nb、Mo、Al、Ga及B，并且0<x≤1.1，2≤y≤2.02，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0<a+b+c≤1。5.根据权利要求4所述的锂二次电池，其特征在于，所述M1、M2及M3中的至少一种从中心部到表面部具有浓度增加的浓度梯度区域，其余的从中心部到表面部具有浓度减少的浓度梯度区域。6.根据权利要求4所述的锂二次电池，其特征在于，所述M1、M2及M3中的任一种从中心部到表面部具有浓度增加的浓度梯度区域，另一种从中心部到表面部具有浓度减少的浓度梯度区域，其余的一种从中心部到表面部具有一定的浓度。7.根据权利要求4所述的锂二次电池，其特征在于，所述M1、M2及M3分别为Ni、Co及Mn。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：韩国炫，刘炅傧，黄德哲，
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