可再充电锂电池制造技术

技术编号：41391223 阅读：5 留言：0更新日期：2024-05-20 19:13

提供了可再充电锂电池，包括：包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂的电解液；包括正电极活性物质的正电极；以及包括负电极活性物质的负电极，其中添加剂包括由化学式1A表示的化合物和由化学式1B表示的化合物中的一种或多种，正电极活性物质包括由化学式2表示的锂镍锰类氧化物，并且可再充电锂电池的充电上限电压为约4.4V～约4.7V。化学式1A和化学式1B如说明书中限定的。

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【技术实现步骤摘要】

本公开涉及可再充电锂电池。

技术介绍

1、可再充电锂电池可再充电，并且每单位重量的高能量密度是传统的铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等的三倍或更多倍。可再充电锂电池也可在高倍率下充电，因此在商业上制造用于膝上型计算机、蜂窝电话、电动工具、电动自行车等，并且已经积极地进行有关提高附加能量密度的研究。

2、尤其，随着it装置越来越多地实现高性能，需要高容量电池，但是高容量可通过扩大电压范围，增加能量密度来实现，但是由于电解液在高电压范围内的氧化而造成了使正电极的性能劣化的问题。

3、尤其，不含钴的锂镍锰类氧化物为在其组成中不包括钴但是包括镍、锰等作为主要组分的正电极活性物质，相应地，包括该正电极活性物质的正电极可为经济的并且实现高能量密度，因此作为下一代正电极活性物质而受到关注。

4、然而，当包括不含钴的锂镍锰类氧化物的正电极在高电压环境中使用时，过渡金属可由于正电极的结构坍塌而溶出，从而造成诸如电池单体内的气体生成、容量减少等问题。该过渡金属溶出在高温环境中容易加剧，其中溶出的过渡金属沉淀在负电极的表面上并且可造成副反应，从而使电池电阻增加并且使电池循环寿命和输出特性劣化。

5、相应地，当使用包括不含钴的锂镍锰类氧化物的正电极时，需要在高电压和高温条件下适用的电解液。

技术实现思路

1、实施方式提供了展示改善的高电压特性和高温特性的可再充电锂电池，其通过将包括不含钴的锂镍锰类氧化物的正电极与能够有效保护包括不含钴的锂镍锰类氧化物的

2、实施方式提供了可再充电锂电池，包括：包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂的电解液；包括正电极活性物质的正电极；以及包括负电极活性物质的负电极，

3、其中添加剂包括由化学式1a表示的化合物和由化学式1b表示的化合物中的一种或多种，

4、正电极活性物质包括由化学式2表示的锂镍锰类氧化物，并且

5、可再充电锂电池的充电上限电压为4.4v～4.7v。

6、

7、在化学式1a和化学式1b中，

8、r1～r8各自独立地为氢、卤素、取代的或未取代的c1～c10烷基或者取代的或未取代的c6～c20芳基，并且

9、r9～r17各自独立地为取代的或未取代的c1～c10烷基或者取代的或未取代的c6～c20芳基；

10、[化学式2]

11、lianixmn1-x-yayo2±bxc

12、其中，在化学式2中，

13、0.9≤a≤1.2，0≤b≤0.1，0≤c≤0.1，0.7≤x≤0.95并且0≤y＜0.3，

14、a为选自li、b、na、mg、al、ti和si中的一种或多种元素，并且

15、x为选自s、f、p和cl中的一种或多种元素。

16、化学式1a中的r1～r8可各自独立地为氢或者取代的或未取代的c1～c10烷基。

17、化学式1b中的r9～r17可各自独立地为取代的或未取代的c1～c10烷基。

18、由化学式1a表示的化合物和由化学式1b表示的化合物可选自组1中列举的化合物。

19、[组1]

20、

21、基于100重量份的用于可再充电锂电池的电解液，包括的添加剂的量可为约0.01重量份～约3.0重量份。

22、非水有机溶剂可以以约1:9～约9:1的体积比包括环状碳酸酯和链状碳酸酯。

23、电解液可进一步包括选自下述中的一种或多种其他添加剂：碳酸亚乙烯酯(vc)、碳酸氟代亚乙酯(fec)、碳酸二氟代亚乙酯、碳酸氯代亚乙酯、碳酸二氯代亚乙酯、碳酸溴代亚乙酯、碳酸二溴代亚乙酯、碳酸硝基亚乙酯、碳酸氰基亚乙酯、碳酸乙烯基亚乙酯(vec)、己二腈(an)、琥珀腈(sn)、1,3,6-己烷三腈(htcn)、丙烯磺内酯(pst)、丙烷磺内酯(ps)、四氟硼酸锂(libf4)、二氟磷酸锂(lipo2f2)和2-氟联苯(2-fbp)。

24、正电极活性物质可包括lini0.75mn0.25o2、lini0.80mn0.20o2、lini0.85mn0.15o2、lini0.90mn0.10o2、lini0.95mn0.05o2或它们的固溶体。

25、正电极进一步包括在4.4v或更高的电压下初始充电后形成的正电极保护层(正极-电解质界面(cei))，并且正电极保护层的厚度可为约1nm～约7nm。

26、实施方式可通过如下实现展示改善的电池稳定性和循环寿命特性的可再充电锂电池：将包括不含钴的锂镍锰类氧化物的正电极与能够有效保护正电极的电解液组合，以确保在高温和高电压环境中正电极的相变安全性并且抑制电解液的分解以及与电极的副反应，因此减少气体生成，同时抑制电池内部电阻的增加。

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【技术保护点】

1.一种可再充电锂电池，包括：

2.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

3.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

4.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

5.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

6.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

7.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

8.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

9.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

【技术特征摘要】

1.一种可再充电锂电池，包括：

2.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

3.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

4.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中

5.根据权利要求1所述的可再充...

【专利技术属性】
技术研发人员：成原模，孔泳善，康硕文，尹在祥，长谷直行，全道煜，金钟淳，李镕析，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：

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