[发明专利]非水电解质锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质锂二次电池，具体涉及具备包含锂镍基氧化物的阴极的非水电解质锂二次电池。

背景技术

随着移动设备的技术发展以及对其需求的增长，需要更多的二次电池作为能源。在这些二次电池之中，锂二次电池由于高能量密度和高电压、长寿命以及低自放电率而被广泛使用。

含锂氧化钴(LiCoO₂)通常作为阴极活性材料用于锂二次电池的阴极。除此以外，也考虑含锂氧化锰，例如具有分层晶体结构的LiMnO₂和具有尖晶石晶体结构的LiMn₂O₄等，以及锂镍基氧化物，例如同时含有锂和镍的LiNiO₂等。

在上述阴极活性材料之中，目前LiCoO₂因其优异的性能例如优异的循环特性而被广泛使用。然而，LiCoO₂安全性差，并且非常昂贵，因为其原材料钴非常稀少。此外，LiCoO₂不适合作为电动汽车等的电源而大量使用。

锂锰氧化物例如LiMnO₂和LiMn₂O₄是有利的，因为其原材料锰丰富并环保。因此，锂锰氧化物作为替代LiCoO₂的阴极活性材料引起广泛关注。然而，这种锂锰氧化物具有容量小并且循环特性差的缺点。

同时，锂镍基氧化物例如LiNiO₂比钴基氧化物便宜但是在充电至4.3V时表现出高放电容量。此外，经掺杂的LiNiO₂具有达到约200mAh/g的可逆容量，这超过了LiCoO₂的容量(约165mAh/g)。由于，使用所述锂镍基氧化物作为阴极的电池具有性能得以改善的更高的能量密度，所以为开发高容量电池，对锂镍基氧化物的研究在积极地进行。

然而，采用锂镍基氧化物的二次电池由于以下原因不易实施。

首先，充/放电循环特性不佳。

第二，镍的反应活性大于钴和锰。因此，当电池在完全充电状态下存放在高温条件下或进行充/放电时，由非水电解质的分解反应导致的膨胀现象变得更严重。因此，特别是对于角形电池和袋状电池，电池的厚度增加，这对诸如移动电话和笔记本等的设备非常不利。换言之，当置于高温时，这些电池不安全。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决现有技术的问题，因此本发明的一个目的是提供一种锂二次电池，其不仅改善由用作阴极的锂镍基氧化物导致的充/放电循环特性的恶化现象，并且即使所述电池在完全充电状态下存放于高温或进行充/放电，也能够抑制电解质的分解反应，使膨胀现象得以改善。

技术方案

为实现以上目的，本发明提供一种锂二次电池，其包括能够吸收或放出锂离子的阳极、带有含锂氧化物的阴极和非水电解质溶液，

其中所述含锂氧化物包括锂镍基氧化物，并且

其中所述非水电解质溶液同时含有由以下化学结构式1表示的碳酸乙烯基亚乙酯(vinylethylene carbonate，VEC)和由以下化学结构式2表示的单腈化合物。

<化学结构式1>

<化学结构式2>

在所述化学结构式2中，R11为具有2-6个碳原子的烷基。

所述锂镍基氧化物可为选自LiNiO₂、Li_1-x(Ni_aCo_bMn_c)O₂(-0.1≤x≤0.1，0＜a＜1，0＜b＜1，0＜c＜1，a+b+c＝1)、LiNi_1-yCo_yO₂(0≤y＜1)、LiNi_1-yMn_yO₂(0≤y＜1)、Li(Ni_aCo_bMn_c)O₄(0＜a＜2，0＜b＜2，0＜c＜2，a+b+c＝2)和LiMn_2-zNi_zO₄(0＜z＜2)的任一种或其两种以上的混合物。

所述单腈化合物可为选自丙腈、丁腈、戊腈、己腈和庚腈的任一种或其两种以上的混合物。