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，涉及一种因具有下述组成，从而寿命特性显著提高且表现出优异的贯穿耐久性的锂二次电池，其包含阳极电极、阴极电极及插入在所述阳极电极与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‑金属氧化物中的至少一种金属在中心部到表面部之间具有浓度梯度区域，所述分离膜包含基材薄膜及形成在所述基材薄膜的至少一个面上的陶瓷涂布层。

Lithium two cell

The invention relates to a lithium secondary battery two, in particular, relates to a composition for having, thus significantly improve the life characteristics and exhibits excellent durability through two lithium battery, comprising an anode electrode and a cathode electrode and inserted in the anode electrode and the cathode electrode between the membrane. The anode contains an anode active material containing lithium metal oxide, at least one of the metal lithium metal oxide with the concentration gradient region in the center part to the surface between the membrane comprises a substrate film and forming a ceramic coating layer at least one side of the base film on.

【技术实现步骤摘要】
锂二次电池
本专利技术涉及一种锂二次电池，更详细地，涉及一种寿命特性和贯穿稳定性优异的锂二次电池。
技术介绍
随着电子、通信、计算机产业的急速发展，诸如摄像机、手机、笔记本电脑等便携式电子通信设备正飞跃发展。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。特别是，作为环保动力源在电动汽车、不间断电源装置、电动工具及人造卫星等中的应用方面，除了韩国以外，日本、欧洲和美国等也在进行广泛的研发。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。但是，随着锂二次电池的应用范围的扩大，需要在高温或低温等更加恶劣的环境中使用锂二次电池的情况日益剧增。但是，将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以电充满的状态在高温下贮存时，金属成分从阳极电极脱离，从而在热方面处于不稳定的状态。另外，因外部的冲击而产生强制性的内部短路时，电池内部的发热量会急剧上升而起火。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相互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，然而，寿命特性的提高程度和电池的稳定性还是不足。【现有技术文献】【专利文献】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，提供一种寿命特性和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与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-金属氧化物中的至少一种金属在中心部到表面部之间具有浓度梯度区域，所述分离膜包含基材薄膜及形成在所述基材薄膜的至少一个面上的陶瓷涂布层。本专利技术的锂二次电池中，用于形成所述锂-金属氧化物的金属中的另一种金属从中心部到表面部可具有一定的浓度。本专利技术的锂二次电池中，所述锂-金属氧化物可包含：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小的浓度梯度区域。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，并且在下述化学式1中，M1、M2及M3中的至少一种可以在中心部到表面部之间具有浓度梯度区域，[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)。本专利技术的锂二次电池中，所述M1、M2及M3中的至少一种可以在中心部到表面部之间具有浓度增加的浓度梯度区域，其余的可以在中心部到表面部之间具有浓度减小的浓度梯度区域。本专利技术的锂二次电池中，所述M1、M2及M3中的任一种可以在中心部到表面部之间具有浓度增加的浓度梯度区域，另一种可以在中心部到表面部之间具有浓度减小的浓度梯度区域，其余的一种从中心部到表面部可以具有一定的浓度。本专利技术的锂二次电池中，所述M1、M2及M3可以分别是Ni、Co及Mn。本专利技术的锂二次电池中，所述M1可以为Ni，且0.6≤a≤0.95及0.05≤b+c≤0.4。本专利技术的锂二次电池中，所述M1可以为Ni，且0.7≤a≤0.9及0.1≤b+c≤0.3的关系。本专利技术的锂二次电池中，所述陶瓷涂布层可以包含平均粒径为0.01～2.0μm的陶瓷粉。本专利技术的锂二次电池中，所述陶瓷涂布层可以包含以涂布层的总重量计为80～97重量％的陶瓷粉。本专利技术的锂二次电池中，所述陶瓷涂布层可包含作为金属氧化物的陶瓷粉，所述金属氧化物包含选自铝(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)、锡(Sn)及铯(Ce)中的至少一种金属。本专利技术的锂二次电池中，所述陶瓷涂布层可包含选自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中的至少一种陶瓷粉。本专利技术的锂二次电池中，形成在所述分离膜的一个面上的陶瓷涂布层的厚度可以为1～10μm。本专利技术的锂二次电池中，所述陶瓷涂布层的总厚度的和可以为2～20μm。有益效果本专利技术的锂二次电池通过组合包含具有浓度梯度区域的金属的阳极活性物质和形成有陶瓷涂布层的分离膜，能够显示出寿命特性和贯穿耐久性显著改善的效果。附图说明图1是概略地示出用于构成锂-金属氧化物的金属元素的浓度测定位置的图。图2是实施例1的锂-金属氧化物的截面照片。图3是实施例13的锂-金属氧化物的截面照片。图4是比较例1的锂-金属氧化物的截面照片。具体实施方式本专利技术涉及一种锂二次电池，更详细地，涉及一种因具有下述组成，从而寿命特性显著提高且表现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与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-金属氧化物中的至少一种金属在中心部到表面部之间具有浓度梯度区域，所述分离膜包含基材薄膜及形成在所述基材薄膜的至少一个面上的陶瓷涂布层。以下，对本专利技术进行更加详细的说明。本专利技术涉及一种锂二次电池，所述锂二次电池包含：涂布有阳极活性物质的阳极电极、涂布有阴极活性物质的阴极电极，以及插入在所述阳极电极与阴极电极之间且形成有陶瓷涂布层的分离膜。阳极电极本专利技术的阳极电极包含具有特定的浓度梯度的锂-金属氧化物。用于本专利技术的阳极活性物质包含含有锂-金属氧化物的阳极活性物质，所述锂-金属氧化物中的至少一种金属在中心部到表面部之间具有浓度梯度区域。这种阳极活性物质与没有浓度变化的阳极活性物质相比，具有卓越的寿命特性。在本专利技术中，锂-金属氧化物中的金属在中心部到表面部之间具有浓度梯度区域是指，除了锂之外的金属在锂-金属氧化物粒子的中心部到表面部之间具有一定倾向变化的浓度分布区域。所述浓度分布区域(即，浓度梯度区域)只要位于中心部到表面部之间即可，位置不受特别的限定。一定倾向是指浓度变化趋势为减小或增加，但不排除在一部分支点具有与那些趋势相反的值。在本专利技术中，粒子的中心部是指从活性物质粒子的正中央到半径为0.1μm以内的部分，粒子的表面部是指从粒子的最外壳到0.1μm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，作为一个实施例，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小的浓度梯度区域。所述第一金属或第二金属可以相互独立地为一种以上的金属。作为本专利技术的另一实施例，本专利技术的阳极活性物质可以包含在中心部到表面部之间具有一定的浓度的金属。作为本专利技术的阳极活性物质的具体例，可以例举如用下述化学式1表示的锂-金属氧化物，在下述化学式1中本文档来自技高网...

【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与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‑金属氧化物中的至少一种金属在中心部到表面部之间具有浓度梯度区域，所述分离膜包含基材薄膜及形成在所述基材薄膜的至少一个面上的陶瓷涂布层。

【技术特征摘要】
2015.09.10 KR 10-2015-01281491.一种锂二次电池，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与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-金属氧化物中的至少一种金属在中心部到表面部之间具有浓度梯度区域，所述分离膜包含基材薄膜及形成在所述基材薄膜的至少一个面上的陶瓷涂布层。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金属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小的浓度梯度区域。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，在下述化学式1中，M1、M2及M3中的至少一种在中心部到表面部之间具有浓度梯度区域：[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。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中的至少一种在中心部到表面部之间具有浓度增加的浓度梯度区域，其余的在中心部到表面部之间具有浓度减小的浓度梯度区域。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中的任一种在中心部到表面部之间具有浓度增加的浓...

【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