可再充电锂电池制造技术

公开了一种可再充电锂电池，所述可再充电锂电池包括正电极和负电极，所述正电极包括正极活性物质层，所述负电极包括负极活性物质层和设置在负极活性物质层上的负极功能层，其中所述正极活性物质层包括第一正极活性物质和第二正极活性物质，所述第一正极活性物质包括选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物，所述第二正极活性物质包括由化学式1表示的化合物，并且负极功能层包括薄片状聚乙烯颗粒。[化学式1]Li

Rechargeable lithium battery

【技术实现步骤摘要】
可再充电锂电池相关申请的交叉引用本申请要求于2018年7月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0077138号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种可再充电锂电池。
技术介绍
便携式信息装置，比如手机、笔记本电脑、智能手机等，或电动汽车已使用具有高能量密度和方便携带的可再充电锂电池作为驱动电源。另外，最近已利用高能量密度特性对可再充电锂电池用作混合动力汽车或电动汽车或电力储存的电源进行了积极的研究。这种可再充电锂电池的主要研究任务之一是提高可再充电电池的安全性。例如，如果可再充电锂电池由于内部短路、过充电、过放电等发热，并且发生电解液分解反应和热失控现象，则电池内部的内部压力可能迅速上升，而导致电池爆炸。其中，当可再充电锂电池发生内部短路时，由于储存在每个电极中的高电能是在短路的正电极和负电极中导电的，因此存在很高的爆炸风险。除了可再充电锂电池的损坏之外，爆炸还可能对用户造成致命的伤害。因此，迫切需要开发一种能够提高可再充电锂电池稳定性的技术。
技术实现思路
提供了具有提高的稳定性的可再充电锂电池。根据实施方式，可再充电锂电池包括负电极和正电极，所述负电极包括负电极集电器、设置在负电极集电器上的负极活性物质层和设置在负极活性物质层上的负极功能层；所述正电极包括正电极集电器和设置在正电极集电器上的正极活性物质层，其中负极功能层包括薄片状聚乙烯颗粒，并且正极活性物质层包括第一正极活性物质和第二正极活性物质，所述第一正极活性物质包括选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物，所述第二正极活性物质包括由化学式1表示的化合物。[化学式1]LiaFe1-xMxPO4在化学式1中，0.90≤a≤1.8，0≤x≤0.7，且M为Mg、Co、Ni或其组合。薄片状聚乙烯颗粒可具有约1μm至约8μm的平均粒径(D50)。薄片状聚乙烯颗粒可具有约1至约5的长轴长度与短轴长度的比例。薄片状聚乙烯颗粒可具有约0.2μm至约4μm的厚度。负极功能层可进一步包括无机颗粒和粘结剂。可包括的薄片状聚乙烯颗粒和无机颗粒的总和:粘结剂的重量比可为约80:20至约99:1。可包括的薄片状聚乙烯颗粒和无机颗粒的重量比为约95:5至约10:90。负极功能层可具有约1μm至约10μm的厚度。负极活性物质层的厚度与负极功能层的厚度的比例可为约50:1至约10:1。基于正极活性物质层的总重量，第一正极活性物质的含量可为约70wt％至约99wt％。基于正极活性物质层的总重量，第二正极活性物质的含量可为约1wt％至约15wt％。正电极可进一步包括设置在正极活性物质层上的正极功能层。第一正极活性物质可包括在正极活性物质层中，并且第二正极活性物质可包括在正极功能层中。第一正极活性物质可为选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物。第二正极活性物质可包括LiFePO4。随着跟随温度的反应速率提高，可实现提早自闭合(shutdown)功能并保证可再充电锂电池的稳定性。附图说明图1示意性地示出了根据本公开的实施方式的可再充电锂电池的结构。图2为呈水分散体状态的聚乙烯球形颗粒的SEM图像。图3为根据实施方式的聚乙烯颗粒的SEM图像。图4为根据实施方式的负极功能层组合物的SEM图像。图5为显示根据实施例1至3的负极功能层中包括的薄片状聚乙烯颗粒的颗粒分布的曲线图。图6为显示电极板跟随温度的电阻增加速率的曲线图。图7为显示根据实施例的可再充电锂电池单电池(cell)的150次循环的容量保持率的曲线图。图8为制造用于评估电极板的电阻增加速率的硬币对称单电池的示意图。图9为显示根据实施方式的不包括正电极的可再充电锂电池单电池的自闭合期间的负电极表面的横截面的SEM图像。图10为显示同时包括根据实施方式的包括负极功能层的负电极和正电极的可再充电锂电池单电池的自闭合期间的负电极表面的横截面的SEM图像。<符号描述>100：可再充电锂电池112：负电极113：隔板114：正电极120：电池壳体140：密封构件200：硬币对称单电池210：弹簧212：负电极214：正电极216：第一间隔物218：隔板220：底部壳体222：第二间隔物224：顶部壳体具体实施方式下文，参考附图，详细描述本专利技术的实施方式。在本公开的下述描述中，为了使本公开清楚，将不描述众所周知的功能或结构。为了清楚地说明本公开，省略了描述和关系，并且遍及本公开，相同或相似的配置元件用相同的参考数字表示。而且，由于为了更好地理解和便于描述，图中所示的每个配置的尺寸和厚度是任意显示的，因此本公开不必限于此。根据隔板和电解液的种类，可再充电锂电池可分为锂离子电池、锂离子聚合物电池和锂聚合物电池。其还可根据形状分为圆柱形、棱柱形、硬币型、袋型等。另外，根据尺寸，其可为大块(bulk)型和薄膜型。属于本公开的锂离子电池的结构和制造方法在本领域内是众所周知的。本文中，作为可再充电锂电池的例子，例如描述了圆柱形可再充电锂电池。图1为根据实施方式的可再充电锂电池的结构的示意图。参考图1，根据实施方式的可再充电锂电池100包括电池单电池，所述电池单电池包括负电极112，面向负电极112的正电极114，介于负电极112与正电极114之间的隔板113，和浸渍负电极112、正电极114和隔板113的用于可再充电锂电池的电解液(未显示)；容纳电池单电池的电池壳体120；和密封电池壳体120的密封构件140。下文，将描述本专利技术的根据实施方式的可再充电锂电池100的更详细配置。根据本专利技术的实施方式的可再充电锂电池包括负电极，其包括负电极集电器，设置在负电极集电器上的负极活性物质层，和设置在负极活性物质层上的负极功能层；和正电极，其包括正电极集电器和设置在正电极集电器上的正极活性物质层，其中负极功能层包括薄片状聚乙烯颗粒，并且正极活性物质层包括第一正极活性物质，其包括选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物；和包括由化学式1表示的化合物的第二正极活性物质。根据本专利技术的实施方式的可再充电锂电池的负电极可包括包含薄片状聚乙烯颗粒的负极功能层。在负极功能层包括薄片状聚乙烯颗粒的情况下，与包括球形聚乙烯颗粒的情况相比，在相同的反应条件下，跟随温度的反应速率增加，并因此可进一步提高可再充电锂电池的稳定性提高效果。在熔化前为薄片状聚乙烯颗粒的情况下，覆盖孔的区域比熔化前为球形聚乙烯颗粒覆盖孔的区域更薄且更宽。如果聚乙烯颗粒在超过一定温度的温度下熔化，并且离子通道关闭，则薄片状聚乙烯颗粒熔化并关闭的电极板区域大于球形聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可再充电锂电池，所述可再充电锂电池包括：/n负电极，所述负电极包括负电极集电器、设置在所述负电极集电器上的负极活性物质层和设置在所述负极活性物质层上的负极功能层；和/n正电极，所述正电极包括正电极集电器和设置在所述正电极集电器上的正极活性物质层，/n其中所述负极功能层包括薄片状聚乙烯颗粒，并且/n所述正极活性物质层包括第一正极活性物质和第二正极活性物质，所述第一正极活性物质包括选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物，所述第二正极活性物质包括由化学式1表示的化合物：/n[化学式1]/nLi

【技术特征摘要】
20180703 KR 10-2018-00771381.一种可再充电锂电池，所述可再充电锂电池包括：
负电极，所述负电极包括负电极集电器、设置在所述负电极集电器上的负极活性物质层和设置在所述负极活性物质层上的负极功能层；和
正电极，所述正电极包括正电极集电器和设置在所述正电极集电器上的正极活性物质层，
其中所述负极功能层包括薄片状聚乙烯颗粒，并且
所述正极活性物质层包括第一正极活性物质和第二正极活性物质，所述第一正极活性物质包括选自钴、锰、镍及其组合中的金属与锂的一种或多种复合氧化物，所述第二正极活性物质包括由化学式1表示的化合物：
[化学式1]
LiaFe1-xMxPO4
其中，在化学式1中，0.90≤a≤1.8，0≤x≤0.7，并且M为Mg、Co、Ni或其组合。


2.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中所述薄片状聚乙烯颗粒具有1μm至8μm的平均粒径D50。


3.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中所述薄片状聚乙烯颗粒具有1至5的长轴长度与短轴长度的比例。


4.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中所述薄片状聚乙烯颗粒具有0.2μm至4μm的厚度。


5.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中所述负极功能层进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：河在焕，金基俊，刘喜恩，尹延曦，李圭曙，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR