[发明专利]二次电池有效
申请号: | 200910135286.3 | 申请日: | 2009-05-12 |
公开(公告)号: | CN101621132A | 公开(公告)日: | 2010-01-06 |
发明(设计)人: | 林完默 | 申请(专利权)人: | 三星SDI株式会社 |
主分类号: | H01M10/36 | 分类号: | H01M10/36;H01M10/40 |
代理公司: | 北京德琦知识产权代理有限公司 | 代理人: | 徐江华;王珍仙 |
地址: | 韩国*** | 国省代码: | 韩国;KR |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 二次 电池 | ||
对相关申请的交叉引用
本申请要求2008年6月30日向韩国知识产权局提交的韩国申请 2008-62673的权益,其公开通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及负极活性材料和包括该负极活性材料的二次电池。
背景技术
目前正在进行对二次电池的研究,其重点在于制造一种超轻型,具有高 能量密度、高输出电压和低自放电率,对环境友好,并具有长寿命的二次电 池。根据二次电池所包含的电极活性材料的类型,二次电池可大致分类为镍 -氢(Ni-H)电池或锂离子(Li-离子)电池。具体地,锂离子电池可根据其 中所包括的电解质类型分类,例如液体电解质、固体聚合物电解质或凝胶状 电解质。此外,二次电池可根据容纳电极组件的容器类型进一步分类,诸如 罐型、袋型,等等。
与诸如镍镉电池和镍/氢电池等平均电压为1.2V的其他类型的二次电池 相比,锂离子电池具有更高的单位重量能量密度和更高的平均电压(3.6V/ 电池)。此外,锂离子电池呈现诸多优点,诸如20℃下每月自放电率低于 5%,这是镍镉电池或镍/氢电池的自放电率的约1/3。另外,因为不含诸如镉 (Cd)和汞(Hg)等重金属,锂离子电池是环境友好型的,并能在正常操 作条件下充放电超过1000次。信息和通讯技术的最新发展已对快速开发改 进的锂离子电池提出强劲需求。
通常,通过将由正极板、负极板和布置于其间的隔板组成的电极组件和 电解液布置于由铝或铝合金制得的罐中制成二次电池。然后将罐的开口用盖 组件密封。
正极板和负极板各自包括能可逆嵌入锂离子的正极活性材料和负极活 性材料。正极活性材料可包括锂钴氧化物、锂镁氧化物、锂镍氧化物,等等。
与锂钴氧化物相比,锂镍氧化物通常具有低含量的钴,因而不易受钴价 波动的影响。此外,因为含有的镁含量高,锂镍氧化物更经济。最后,已有 大量研究积极集中于开发含有锂镍氧化物化合物的正极活性材料。
但是,锂镍氧化物呈现出初始充/放电效率差的特点,因而初始不可逆 容量巨大。这就导致需要相对更大量的负极活性材料,从而使得电池容量降 低。
发明内容
本发明的方案提供一种因为含有的负极活性材料的量显著减少而具有 增强容量的二次电池。这种二次电池包括含有具有高不可逆容量的锂镍氧化 物的正极活性材料。
根据本发明的方案,提供一种二次电池,包括:包含正极活性材料的正 极、包含负极活性材料的负极、插入正极和负极之间的隔板和非水电解液。 正极活性材料包括锂镍氧化物。负极活性材料包括从由硅、硅氧化物和硅合 金构成的组中选择的至少一种。负极活性材料可包括SiO,且正极活性材料 可包括Ni、Co和Mn。
根据本发明各方案,正极活性材料可具有比负极活性材料更高的不可逆 容量(相对于重量)。更具体地,正极活性材料的不可逆容量可比负极活性 材料的不可逆容量高12~17mAh/g。根据不可逆容量的这一差异,从由硅、 硅氧化物和硅合金组成的组中选择的至少一种物质的含量范围可为基于负 极活性材料的总重量的2~6wt%。
根据本发明各方案,非水电解液可包括锂盐和非水有机溶剂。锂盐可以 是从由LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、 LiC4F9SO3、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(x和y是自然 数)、LiCl和LiI构成的组中选择的至少一种。非水有机溶剂可以是从由酯、 醚和酮构成的组中选择的至少一种。其中酯可包括碳酸酯。
根据本发明各方案,提供一种二次电池,包括由正极、负极和布置于其 中的隔板卷绕而成的电极组件。这种二次电池可进一步包括用于容纳电极组 件的罐和用于密封罐开口的罐组件。
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