本发明专利技术涉及一种锂可再充电电池。本发明专利技术的锂可再充电电池具有阴极、阳极、隔膜、非水电解质溶液。所述阴极或阳极、或二者的形成电极的电极活性材料颗粒包括金属氧化物涂层，或者，所述阴极或阳极、或二者在形成于集电器上的电极层的表面上包括金属氧化物涂层，所述非水电解质溶液含有可电离锂盐、有机溶剂、及特定结构的二腈化合物。本发明专利技术的锂可再充电电池能够防止电极降解并且抑制电解质溶液的副反应，因此，循环寿命和输出特性性能优异。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池相关申请的互相参引本申请要求2010年11月30日在韩国提交的第10-2010-0120713号韩国专利申请和2011年11月30日在韩国提交的第10-2011-0127156号韩国专利申请的优先权，两项专利申请的全部内容通过引用的方式纳入本说明书。
本专利技术涉及锂二次电池，更具体而言，涉及具有优良的循环性能和输出性能的锂二次电池。
技术介绍
近年来，人们对能量储存技术的兴趣日益增加。由于能量储存技术的应用已经扩展到移动电话、便携式摄像机、笔记本电脑甚至电动汽车，对于将高能量密度电池作为这些电子装置的电源的需求不断增长。为满足这一需求，人们正积极开展关于锂二次电池的研究。许多公司已经生产了各种具有不同安全性能的锂二次电池。评价和确保这些锂二次电池的安全性是极其重要的。对安全性最重要的考虑在于锂二次电池运行失败或运行故障不应造成用户受伤。出于这一目的，安全条例严格地限制了锂二次电池的危险（例如着火和冒烟）可能性。目前通常使用含锂金属氧化物和碳材料分别作为锂二次电池的阴极和阳极活性材料。然而，使用上述电极活性材料的锂二次电池具有如下的安全问题：由于保护装置故障导致的过度充电/过度放电；受外部冲击或隔膜（separator）缺陷造成的内部短路；在异常情况下（例如在高温存储期间）带电阴极与电解质溶液之间的放热反应，其造成阴极分解；由阴极和阳极间的短路引起的放热；在电极界面（electrodeinterface）电解质溶液的分解反应。为了解决由电极活性材料造成的上述安全性问题，已经提出了一种技术，其中将金属氧化物涂布于电极层的表面或者电极活性材料颗粒的表面。已知这种金属氧化物涂层抑制由充电和放电引起的电极活性材料的体积改变，并阻止在电解质溶液直接接触电极活性材料从而防止电解质溶液发生副反应。另一方面，随着电池的充电/放电循环，除锂离子外的金属离子（通常为过渡金属离子）也从作为阴极活性材料的含锂金属氧化物中溶出。含金属氧化物层可在某种程度上抑制金属离子的溶出，但是不能完全阻断电极活性材料，也存在锂离子通过的通道，因此，金属离子的溶出是不可避免的。而这种溶出的金属离子引起电解质溶液的分解反应。并且，伴随着目前对高容量锂二次电池的需求不断增长，需要高电压运行电池。但是，高电压运行条件主要增加了电解质溶液的副反应，还诱导金属离子从作为阴极活性材料的锂金属氧化物中快速溶出。溶出的金属离子进一步促进电解质溶液的副反应。
技术实现思路
技术问题本
技术实现思路
旨在解决现有技术的问题，本专利技术的目的在于，提供一种尽管使用了包括金属氧化物层的电极也可抑制电解质溶液的副反应、从而达到优良的循环性能和输出性能的锂二次电池。另外，本专利技术另一目的在于，提供一种具有良好的抑制电解质溶液副反应的能力、即使在高压运行条件下也达到优良的循环性能和输出性能的锂二次电池。技术方案为了解决上述问题，本专利技术提供一种锂二次电池，其包括阴极、阳极、隔膜、非水电解质溶液，其中，所述阴极或阳极、或二者的形成电极的电极活性材料颗粒包括金属氧化物涂层，或者，所述阴极或阳极、或二者在形成于集电器上的电极层的表面上包括金属氧化物涂层；所述非水电解质溶液含有可电离锂盐、有机溶剂、由式1表示的二腈化合物：(1)其中R1、R2之一，以及R3、R4之一为-R-CN，其中每个R独立地为C1-C12亚烷基、C1-C12卤代亚烷基、C2-C12亚烯基、C2-C12亚炔基、C7-C18亚苄基、C7-C18卤代亚苄基、C6-C18亚芳基或者C6-C18卤代亚芳基，R1、R2、R3、R4中剩余的独立地为氢、C1-C12烷基、C1-C12卤代烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12链烯基、C3-C18芳基、C3-C18卤代芳基、C7-C18苄基、C7-C18卤代苄基或卤素。作为本专利技术的所述二腈化合物的更具体的实例，可以使用1,4-二氰基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-乙基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二乙基-2-丁烯、1,6-二氰基-3-己烯、1,6-二氰基-2-甲基-3-己烯、1,6-二氰基-2-甲基-5-甲基-3-己烯中的一种，或使用其中两种以上的混合物，但不限于此。另外，所述二腈化合物的腈基以双键为基准位于顺式或反式的位置，优选在反式位置。根据本专利技术，基于100重量份锂盐和有机溶剂，可包括的二腈化合物的量为0.1-10重量份。优选0.1-5重量份，更优选0.1-2重量份。根据本专利技术，所述非水电解质溶液的锂盐和有机溶剂可以是本领域已知的例如醚、酯、酰胺、线性碳酸酯、环状碳酸酯或其中两种以上的混合物。所述有机溶剂优选为由式2表示的丙酸酯：(2)其中R5为C1-C5烷基。在所述阴极和/或阳极中，所述金属氧化物可以是Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、Zr、Sn、Y、Sr、Mo、Mn、V的金属氧化物中的一种或其中两种以上的混合物。专利技术效果在本专利技术的锂二次电池中，在电极上形成了金属氧化物涂层，因此可避免电极活性材料的降解和电解质溶液的副反应，从而实现改进的循环寿命和输出性能。此外，在本专利技术的锂二次电池中，可有效抑制当电池在高压条件下运行时从阴极活性材料中溶出的金属离子造成的电解质溶液副反应的加速。因此，即使在高压条件下运行时，也可以发挥优良的循环寿命和输出性能。具体实施方式以下，对本专利技术作更详细的描述。在描述之前，应理解在本说明书和所附的权利要求中所使用的术语不应被理解为限于通常的或字典上的含义，而是根据专利技术者可为了最佳的说明而对术语进行合适的限定这一原则而基于对应于本专利技术的技术方面的含义和概念进行理解。如上所述，在电极中形成金属涂层可抑制电极活性材料体积的改变从而防止电极的劣化，并且可阻止电解质溶液与电极活性材料的直接接触从而部分抑制电解质溶液的副反应。然而，金属涂层不能完全阻止金属离子从阴极活性材料中溶出，尤其是过渡金属离子，而这引起电解质溶液副反应的发生。特别地，本专利技术人已经发现存在于金属氧化物涂层的金属氧化物导致了电解质溶液副反应的发生和加速副反应的进行。具体而言，随着电池的充电/放电循环的进行，过渡金属离子从作为阴极活性材料的锂过渡金属氧化物中溶出，并且被引入至电极的金属氧化物涂层中的暴露的金属氧化物为过渡金属从过渡金属离子中沉积提供了位点。所沉积的过渡金属充当催化剂加速电解质溶液的副反应，因此，显著增加电解质溶液的副反应。尤其当电池在高压条件下运行时，会溶解较大量的过渡金属离子。这造成沉积于金属氧化物上的过渡金属的量增加从而明显加速了电解质溶液的副反应。为了解决上述问题，本专利技术锂二次电池包括阴极、阳极、隔膜、非水电解质溶液，其中，所述阴极或阳极、或二者的形成电极的电极活性材料颗粒包括金属氧化物涂层，或者，所述阴极或阳极、或二者在形成于集电器上的电极层的表面上包括金属氧化物涂层；所述非水电解质溶液含有可电离锂盐、有机溶剂、由式1表示的二腈化合物。(1)其中R1、R2之一，以及R3、R4之一为-R-CN，其中每个R独立地为C1-C12亚烷基、C1-C12卤代亚烷基、C2-C12亚烯基、C2-C12亚炔基、C7-C18亚苄基、C7-C18卤代亚苄基、C6-C18亚芳基或者C6-C18卤代本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.30 KR 10-2010-0120713;2011.11.30 KR 10-2011.一种锂二次电池，其包括阴极、阳极、隔膜、非水电解质溶液，其中，所述阴极或阳极、或二者的形成电极的电极活性材料颗粒包括金属氧化物涂层，或者，所述阴极或阳极、或二者在形成于集电器上的电极层的表面上包括金属氧化物涂层，所述非水电解质溶液含有可电离锂盐、有机溶剂、由式1表示的二腈化合物，其中形成阴极的电极活性材料颗粒为LixCoO2，0.5<x<1.3；LixNiO2，0.5<x<1.3；LixMnO2，0.5<x<1.3；LixMn2O4，0.5<x<1.3；Lix(NiaCobMnc)O2，0.5<x<1.3、0<a<1、0<b<1、0<c<1、a+b+c＝1；LixNi1-yCoyO2，0.5<x<1.3、0<y<1；LixCo1-yMnyO2，0.5<x<1.3、0≤y<1；LixNi1-yMnyO2，0.5<x<1.3、0≤y<1；Lix(NiaCobMnc)O4，0.5<x<1.3、0<a<2、0<b<2、0<c<2、a+b+c＝2；LixMn2-zNizO4，0.5<x<1.3、0<z<2；LixMn2-zCozO4，0.5<x<1.3、0<z<2；LixCoPO4，0.5<x<1.3；或其两种以上混合物，其中所述金属氧化物是Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、Zr、Sn、Y、Mo和V的金属氧化物或其混合物，其中所述二腈化合物与从阴极溶出的过渡金属离子键连，由此防止过渡金属离子沉积在电极上的金属氧化物表面：其中R1、R2之一，以及R3、R4之一为-R-CN，其中每个R独立地为C1-C12亚烷基、C1-C12卤代亚烷基、C2-C12亚烯基、C2-C12亚炔基、C7-C18亚苄基、C7-C18卤代亚苄基、C6-C18亚芳基...
【专利技术属性】
技术研发人员：全钟昊，梁斗景，俞成勋，李珉衡，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：
国别省市：
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