[发明专利]锂二次电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备锂二次电池的方法，更具体地说，本发明涉及一种制备锂二次电池的方法，采用该方法，所述电池在充电-放电特性、寿命和温度特性方面得到提高。

背景技术

近年来，由于人们需要便携式电子产品(包括摄像机、移动电话和笔记本电脑)更小和更轻并且需要其功能增加，因此对高性能小型电池(其使用时间延长、轻便并且高度可靠)的需求日益增长。对应于这种需求，锂二次电池正受到极大的关注。

根据电解质的类型，锂二次电池分为锂金属电池、锂离子电池和锂聚合物电池，并且根据用于密封电极组件的包装的类型，锂二次电池还分为矩形电池、圆柱形电池和袋型电池。袋型电池主要用于锂聚合物二次电池，并且该电池的制备方法如下。

即，将正极活性材料和负极活性材料施加至集流体的两面以制备电极板，然后在电极板之间插入隔板并堆叠，之后进行双电池(bicell)层压工序，从而制得电极组件。随后，从电极组件中抽出增塑剂，将接头(tap)焊接至电极组件的引线上，然后将该电极组件装在袋型外壳中。在将电极组件装在袋型外壳中之后，将电解液引入到电池外壳中的电极间隙，使得电极组件浸渍有电解液。

在引入电解液之后，将袋子的开口边缘包覆，然后进行初次密封。随后，进行用于使电池稳定的老化处理，之后进行预充电，使得电池达到10％或更低的充电状态(SOC)。预充电处理是防止在电池过充电等情况下由于电池外壳的充气而导致电池外壳破裂。通过预充电处理，在袋型外壳中形成有气体。通过打开或切割的出口来除去这样形成的气体，并将气体出口进行热熔融，从而进行密封。从电极间隙排放气体以及将气体出口热熔融的过程通常被称为脱气(degassing)。目前，当将SBR/CMC体系(其为用于负极的水系粘结剂)应用于矩形电池时，可以主要进行脱气过程，或者可以在多个分离的步骤中进行添加填充液的过程。

在锂二次电池中，在预充电时，锂离子从用作正极的锂金属氧化物移动到作为负极的碳(晶体或无定形)电极内，从而被插入到负极的碳中。然后，锂离子与碳负极反应，从而形成Li₂CO₃、Li₂O和LiOH，然后它们在负极的表面上形成被称为SEI(固态电解质界面)的薄膜。这种SEI影响离子和电荷的移动，因而导致电池性能的变化。已知的是，该膜的性能根据电解液中所用的溶剂的类型以及添加剂的性质而发生很大的变化。

当锂二次电池持续使用很长时间，或置于高温下时，会发生膨胀现象，其中电池由于充气而发生膨胀。已知的是，所产生的气体的量取决于SEI的状态。因此，为了防止高温下的膨胀现象，需要能够稳定形成SEI的技术。此外，已知的方法是，通过向电解液中添加负极SEI改善剂来提高锂二次电池的高温寿命，其中所述负极SEI改善剂例如为LiF₂BC₂O₄、3，9-二乙烯基-2，4，8，10-四氧杂螺[5，5]十一烷、LiBC(C₂O₄)₂、聚乙二醇硼酸酯及其衍生物、被卤素取代的碳酸酯、以及乙烯基硅烷。

但是，由于上述的负极SEI改善剂的还原性低于VC(碳酸亚乙烯酯)或VEC(碳酸乙烯亚乙酯)等常规添加剂的还原性，因此只有在负极的电压进一步降低时才能进行还原。因此，当预充电至10％或更低的SOC，然后以常规的脱气工艺进行脱气时，添加剂未被100％还原，因此在随后的成型过程中额外地产生气体，从而不利地导致膨胀问题。

发明内容

技术问题

因此，设计本发明来解决相关领域中遇到的问题，并且本发明提供一种制备锂二次电池的方法，其中使用负极SEI改善剂来提高锂二次电池的高温寿命，并进行深度预充电，以便使得成型过程之后发生的膨胀现象最小化，从而表现出优异的充电-放电特性、寿命和温度特性。

技术手段