本公开内容涉及一种锂二次电池，包含正极、负极和插入至所述正极与所述负极之间的隔膜，其中所述隔膜包含交联聚烯烃多孔膜，所述交联聚烯烃多孔膜具有的闭孔温度为125℃至145℃，所述闭孔温度与熔断温度之间的差值在20℃与80℃之间的范围内，且具有的熔断温度比所述正极的自发热温度高5℃至35℃。根据本公开内容的锂二次电池在安全性和工序性这两方面都具有改善。
Lithium secondary battery including diaphragm and its manufacturing method
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含隔膜的锂二次电池和其制造方法
本公开内容涉及一种包含隔膜的锂二次电池和其制造方法。本申请要求于2018年6月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2018-0067718和于2018年11月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2018-0143787的权益，这些韩国专利申请的公开内容以引用的方式整体并入本文。
技术介绍
近来，对能量储存技术的关注已经日益增加。随着能量储存技术的应用领域已经扩展到移动电话、便携式摄像机、膝上型计算机甚至电动汽车，已经为研究和开发电化学装置做出了许多努力。在这方面，电化学装置吸引了更多的关注，特别是，可再充电二次电池的开发是关注的焦点，最近，在电池的开发中，已经研究和开发了用于改善容量密度和比能量的新电极和电池设计。在当前可用的二次电池中，在1990年代早期开发的锂二次电池具有比使用水性电解液的传统电池如Ni-MH电池、Ni-Cd电池、铅酸电池高得多的工作电压和能量密度，并且借助于这些优势，锂二次电池受到了许多关注。锂二次电池包含正极、负极、电解液和隔膜，并且所述隔膜需要具有绝缘性能以将正极与负极分隔而实现电绝缘，并且基于高孔隙率、为了增加锂离子渗透性需要具有高离子传导性。所述隔膜需要在闭孔温度(shutdowntemperature)与熔断温度(meltdowntemperature)之间具有大的差值以确保包含所述隔膜的锂二次电池的安全性。然而，当熔断温度与闭孔温度之间的差值过大时，隔膜的工序性(processing)可能降低。为了提高熔断温度，可以将具有比聚乙烯更高的熔化温度的聚丙烯添加到湿聚乙烯隔膜中。然而，这种方法的问题在于，由于添加了少量的聚丙烯，因此熔断温度的增加没有达到所期望的温度范围。控制隔膜的熔断温度的另一种方法是使用交联聚烯烃多孔膜。详细而言，可以添加交联添加剂以提高熔断温度。然而，在特定情况下，交联聚烯烃多孔膜的电阻增加，从而导致电化学装置的性能劣化，并且即使隔膜的熔断温度高，也无法确保锂二次电池的安全性。
技术实现思路
技术问题因此，本公开内容旨在提供一种包含隔膜的锂二次电池，所述隔膜由于在闭孔温度与熔断温度之间具有适当的差值而具有改善的安全性和工序性。本公开内容还旨在提供一种锂二次电池，所述锂二次电池通过将闭孔温度控制在特定数值范围内以具有适用于电化学装置中的电阻，从而具有改善的作为电化学装置而言的性能。本公开内容还旨在提供一种锂二次电池，所述锂二次电池限定了正极的自发热温度与隔膜的熔断温度之间的关系，并且解决了尽管具有高熔断温度但安全性仍然低的问题，并且改善了工序性。技术方案本公开内容的一个方面提供了根据以下实施方式的锂二次电池。第一实施方式涉及一种锂二次电池，包含正极、负极和插入至所述正极与所述负极之间的隔膜，其中所述隔膜包含交联聚烯烃多孔膜，所述交联聚烯烃多孔膜具有的闭孔温度为125℃至145℃，所述闭孔温度与熔断温度之间的差值在20℃与80℃之间范围内，且具有的熔断温度比所述正极的自发热温度高5℃至35℃。第二实施方式涉及在第一实施方式中的所述锂二次电池，其中所述正极包含集电器；和被设置在所述集电器上并且包含正极活性材料的正极活性材料层，并且所述正极活性材料包含Li[NiaCobMncM1dM2e]O2(M1和M2独立地是选自由Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo组成的组中的任一种，并且a、b、c、d和e独立地是氧化物组成中元素的原子分数，其中a≥0.5，a+b+c+d+e＝1，b>d>e)。第三实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中所述正极的自发热温度为150℃至220℃。第四实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中所述闭孔温度为136℃至141℃。第五实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中所述闭孔温度与所述熔断温度之间的差值为40℃至74℃。第六实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中所述隔膜包含具有的熔断温度比所述正极的自发热温度高9℃至34℃的交联聚烯烃多孔膜。第七实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中在所述正极活性材料中，d和e＝0，并且0.5≤a≤0.95。第八实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中在所述正极活性材料中，d和e＝0，并且0.6≤a≤0.95。第九实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中在所述正极活性材料中，M1是Al，0.6≤a≤0.95，并且0.01≤d≤0.10。第十实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中所述交联聚烯烃多孔膜的熔断温度为150℃至230℃。第十一实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中所述交联聚烯烃多孔膜的熔断温度为179℃至210℃。第十二实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中所述正极的自发热温度为158℃至183℃。第十三实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中所述交联聚烯烃多孔膜是通过硅氧烷交联键或过氧化物交联键交联的。第十四实施方式涉及在前述实施方式的任一个中的所述锂二次电池，其中所述交联聚烯烃多孔膜的交联度为20％至90％。本公开内容的另一个方面提供了根据以下实施方式的锂二次电池的制造方法。第十五实施方式涉及一种锂二次电池的制造方法，所述方法包括：(S1)将具有200,000至1,000,000的重均分子量的高密度聚烯烃、稀释剂、含有乙烯基的烷氧基硅烷、引发剂和交联催化剂投入挤出机中并且混合以制备硅烷接枝的聚烯烃组合物，然后进行反应挤出，并且进行成形和拉伸；(S2)从经拉伸的片中提取所述稀释剂以制备聚烯烃多孔膜；(S3)将所述多孔膜热固定并且在水存在下交联15小时至48小时以制备具有交联聚烯烃多孔膜的隔膜；和(S4)将包含交联聚烯烃多孔膜的隔膜插入至正极与负极之间，其中基于聚烯烃和稀释剂总计100重量份，所述含有乙烯基的烷氧基硅烷以0.1重量份至4重量份的量存在，并且所述隔膜包含所述交联聚烯烃多孔膜，所述交联聚烯烃多孔膜具有的闭孔温度为125℃至145℃，所述闭孔温度与熔断温度之间的差值在20℃与80℃之间的范围内，且具有的熔断温度比所述正极的自发热温度高5℃至35℃。第十六实施方式涉及在第十五实施方式中的所述锂二次电池的制造方法，其中所述正极包含集电器、和被设置在所述集电器上并且包含正极活性材料的正极活性材料层，并且所述正极活性材料包含Li[NiaCobMncM1dM2e]O2(M1和M2独立地是选自由Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo组成的组中的任一种，并且a、b、c、d和e独立地是氧化物组成中元素的原子分数，其中a≥0.5，a+b+c+d+e＝1，b>d>e)。...
【技术保护点】
1.一种锂二次电池，包含正极、负极和插入至所述正极与所述负极之间的隔膜，/n其中所述隔膜包含交联聚烯烃多孔膜，所述交联聚烯烃多孔膜具有的闭孔温度为125℃至145℃，所述闭孔温度与熔断温度之间的差值在20℃与80℃之间的范围内，且具有的熔断温度比所述正极的自发热温度高5℃至35℃。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180612 KR 10-2018-0067718;20181120 KR 10-2018-011.一种锂二次电池，包含正极、负极和插入至所述正极与所述负极之间的隔膜，
其中所述隔膜包含交联聚烯烃多孔膜，所述交联聚烯烃多孔膜具有的闭孔温度为125℃至145℃，所述闭孔温度与熔断温度之间的差值在20℃与80℃之间的范围内，且具有的熔断温度比所述正极的自发热温度高5℃至35℃。
2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述正极包含集电器；和被设置在所述集电器上并且包含正极活性材料的正极活性材料层，并且
所述正极活性材料包含Li[NiaCobMncM1dM2e]O2(M1和M2独立地是选自由Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo组成的组中的任一种，并且a、b、c、d和e独立地是所述氧化物组成中元素的原子分数，其中a≥0.5，a+b+c+d+e＝1，b>d>e)。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述正极的自发热温度为150℃至220℃。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述闭孔温度为136℃至141℃。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述闭孔温度与所述熔断温度之间的差值为40℃至74℃。
6.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述隔膜包含具有的熔断温度比所述正极的自发热温度高9℃至34℃的交联聚烯烃多孔膜。
7.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中在所述正极活性材料中，d和e＝0，并且0.5≤a≤0.95。
8.根据权利要求7所述的锂二次电池，其中在所述正极活性材料中，d和e＝0，并且0.6≤a≤0.95。
9.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中在所述正极活性材料中，M1是Al，0.6≤a≤0.95，并且0.01≤d≤0.10。
10.根据权利要求1所述的锂二...
【专利技术属性】
技术研发人员：李柱成，宋宪植，裵元植，柳飞悟，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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