锂电池制造技术

提供一种锂电池，所述锂电池包括：正电极，所述正电极包括包含大约50mol％至大约100mol％的镍的锂镍基复合化合物；负电极；电解质，其中，电解质包括锂盐和由下面的式1表示的化合物。

lithium battery

Provided is a lithium battery, the lithium battery comprises a positive electrode, lithium nickel based composite compound, the positive electrode comprises about 50mol% to about 100mol% nickel; negative electrode; electrolyte, the electrolyte including a lithium salt and by the following formula 1 compounds.

【技术实现步骤摘要】
于2015年10月30日向韩国知识产权局提交的第10-2015-0152539号、名称为“锂电池(LithiumBattery)”的韩国专利申请通过引用全部包含于此。
实施例涉及一种锂电池。
技术介绍
锂电池可用作用于诸如摄影机、移动电话和膝上型电脑等的便携式电子装置的电源。可再充电的锂二次电池可具有比一般的铅蓄电池、镍镉电池、氢镍电池和镍锌电池等的每单位重量的能量密度大三倍或更多倍的每单位重量的能量密度，并可迅速地被充电。
技术实现思路
实施例针对一种锂电池。可通过提供锂电池来实现实施例，所述锂电池包括：正电极，所述正电极包括包含大约50mol％至大约100mol％的镍的锂镍基复合化合物；负电极；以及电解质，其中，电解质包括锂盐和由下面的式1表示的化合物：<式1>其中，在式1中，R1、R2、R3和R4均独立地为氢、未取代的C1-C10烷基、取代有一个或更多个卤素原子的C1-C10烷基、未取代的C6-C20芳基、取代有一个或更多个卤素原子的C6-C20芳基、未取代的C3-C20杂芳基或取代有一个或更多个卤素原子的C3-C20杂芳基。在式1中，R1至R4可均独立地为氢、甲基或三氟甲基。由式1表示的化合物可以是下面的化合物2至化合物6中的一种：锂镍基复合化合物可由下面的式7表示：<式7>LixNiyM1-yO2其中，在式7中，x可以是0.9至1.2，y可以是0.5至1.0，M可以是钴(Co)、锰(Mn)、铝(Al)或它们的组合。由式7表示的化合物可以是由下面的式8和式9中的一个表示的化合物：<式8>LixNiyCozMn1-y-zO2其中，在式8中，1≤x≤1.2，0.5≤y<1，0≤z≤0.5，1-y-z可以是0至0.5，<式9>LixNiyCozAl1-y-zO2其中，在式9中，y可以是0.5至1.0，z可以是0至0.5。由式7表示的化合物可以是LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2或LiNi0.88Co0.1Al0.02O2。基于电解质的总重量，可以以大约0.1wt％至大约10wt％的量包括由式1表示的化合物。电解质可包括有机溶剂，所述有机溶剂包括碳酸二烷基酯、环状碳酸酯、链状酯或环状酯、链状酰胺或环状酰胺、脂肪腈、链状醚或环状醚或者它们的衍生物。电解质可包括有机溶剂，所述有机溶剂包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丁酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、乙腈、丁二腈(SN)、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、γ-戊内酯、γ-丁内酯或四氢呋喃。锂盐可包括LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiAlO2、LiCl、LiI、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)或它们的混合物，其中，x和y均独立地为1至20。电解质中锂盐的浓度可以为大约0.01M至大约2.0M。附图说明通过参照附图详细地描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员来讲将是明显的，在附图中：图1示出根据示例性实施例的锂电池的视图；图2示出根据示例1和对比示例1制造的锂电池的微分容量曲线图；图3示出展示示例1和对比示例1的锂电池的阻抗特性的曲线图；图4示出展示根据示例2和对比示例4制造的锂电池的阻抗特性的曲线图；图5示出展示根据对比示例2和对比示例5制造的锂电池的阻抗特性的曲线图；图6示出展示根据对比示例3和对比示例6制造的锂电池的阻抗特性的曲线图；图7示出展示示例1和对比示例1的锂电池在高温(45℃)下的充电和放电特性的曲线图；图8示出展示示例2和对比示例4的锂电池在高温(45℃)下的充电和放电特性的曲线图；图9示出展示对比示例2和对比示例5的锂电池在高温(45℃)下的充电和放电特性的曲线图；图10示出展示对比示例3和对比示例6的锂电池在高温(45℃)下的充电和放电特性的曲线图；图11示出展示示例1和对比示例1的锂电池在高温(60℃)下储存之后的阻抗特性的曲线图；图12示出展示示例2和对比示例4的锂电池在高温(60℃)下储存之后的阻抗特性的曲线图；图13示出展示对比示例2和对比示例5的锂电池在高温(60℃)下储存之后的阻抗特性的曲线图；以及图14示出展示对比示例3和对比示例6的锂电池在高温(60℃)下储存之后的阻抗特性的曲线图。具体实施方式现在将参照附图在下文中更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式实施，且不应当被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的且完整的，并将向本领域技术人员充分地传达示例性实施方式。在附图中，为了图示的清楚，会夸大层和区域的尺寸。还将理解的是，当层或元件被称为“在”另一层或元件“上”时，所述层或元件可直接在所述另一层或元件上，或者也可存在中间元件。另外，还将理解的是，当元件被称为“在”两个元件“之间”时，所述元件可以是这两个元件之间的唯一元件，或者也可存在一个或更多个中间元件。同样的附图标记始终指示同样的元件。诸如“……中的至少一个(种)”的表述在一列元件(要素)之后时，修饰整列的元件(要素)，而不是修饰该列中的个别元件(要素)。在下文中，将更详细地描述根据示例性实施例的锂电池。根据实施例的锂电池可包括例如正电极、负电极和电解质。正电极可包括例如包括50mol％或更多的镍的锂镍基复合化合物。“包括50mol％或更多的镍的锂镍基复合化合物”指在锂镍基复合化合物中镍的量相对于过渡金属的总量在大约50mol％或更大的范围内的锂镍基复合化合物。例如，在LixNiyM1-yO2中，过渡金属的总量表示Ni和M的总量。在另一实施例中，“包括50mol％或更多的镍的锂镍基复合化合物”指镍的摩尔量是锂的摩尔量的50％至100％的锂镍基复合化合物。电解质可包括例如锂盐和由以下的式1表示的化合物。<式1>在式1中，R1、R2、R3和R4可均独立地为例如氢、未取代的C1-C10烷基、取代有一个或更多个卤素原子(例如，1至5个卤素原子，代表性地，1至3个卤素原子)的C1-C10烷基、未取代的C6-C20芳基、取代有一个或更多个卤素原子(例如，1至5个卤素原子，代表性地，1至3个卤素原子)的C6-C20芳基、未取代的C3-C20杂芳基或取代有一个或更多个卤素原子(例如，1至5个卤素原子，代表性地，1至3个卤素原子)的C3-C20杂芳基。由式1表示并包括在电解质中的化合物可具有包含两个磺酰基的环状结构。当向电解质添加这样的化合物时，电解质可由于磺酰基而具有高温稳定性。由式1表示的化合物可由于环状结构而在电解质之前减少或分解，从而形成磺酸(-SO3-)类聚合物膜。这样的聚合物膜可覆盖电极的较大区域，此外，这样的磺酸(-SO3-)类聚合物膜可具有优异的高温稳定性。因此，可获得在高温下抑制电阻增大的强效果。如上所述，当向电解质添加由式1表示的化合物时，可在负电极处更容易地形成稳定SEI层，因此锂电池可具有增强的寿命，例如，高温寿命。当在高温下储存锂电池时，可抑制副反应，因此可抑制例如内电阻的增大的电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池，所述锂电池包括：正电极，所述正电极包括包含50mol％至100mol％的镍的锂镍基复合化合物；负电极；以及电解质，其中，电解质包括锂盐和由下面的式1表示的化合物：<式1>其中，在式1中，R1、R2、R3和R4均独立地为氢、未取代的C1‑C10烷基、取代有一个或更多个卤素原子的C1‑C10烷基、未取代的C6‑C20芳基、取代有一个或更多个卤素原子的C6‑C20芳基、未取代的C3‑C20杂芳基或取代有一个或更多个卤素原子的C3‑C20杂芳基。

【技术特征摘要】
2015.10.30 KR 10-2015-01525391.一种锂电池，所述锂电池包括：正电极，所述正电极包括包含50mol％至100mol％的镍的锂镍基复合化合物；负电极；以及电解质，其中，电解质包括锂盐和由下面的式1表示的化合物：<式1>其中，在式1中，R1、R2、R3和R4均独立地为氢、未取代的C1-C10烷基、取代有一个或更多个卤素原子的C1-C10烷基、未取代的C6-C20芳基、取代有一个或更多个卤素原子的C6-C20芳基、未取代的C3-C20杂芳基或取代有一个或更多个卤素原子的C3-C20杂芳基。2.如权利要求1所述的锂电池，其中，在式1中，R1至R4均独立地为氢、甲基或三氟甲基。3.如权利要求1所述的锂电池，其中，由式1表示的化合物是下面的化合物2至化合物6中的一种：4.如权利要求1所述的锂电池，其中，锂镍基复合化合物由下面的式7表示：<式7>LixNiyM1-yO2其中，在式7中，x是0.9至1.2，y是0.5至1.0，以及M是钴Co、锰Mn、铝Al或它们的组合。5.如权利要求4所述的锂电池，其中，由式7表示的化合物是由下面的式8和式9中的一个表示的化合物：<式8>LixNiyCozMn1-y-zO2其中，在式8中，1≤x≤1.2，0.5≤y<1，0≤z≤0.5，1-y-z是0至0.5，&l...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承泰，崔玄奉，孙美暎，金爱兰，禹明希，李河林，高爱嬉，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR