[发明专利]二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池，更具体地，涉及能够确保最大电池稳定性且不降 低电池性能的二次电池。

背景技术

最近，小型轻质的便携式电子装置的快速发展带动了人们对小型高容量 电池的需求增长。特别是锂二次电池的使用正在快速增加，这是因为它们具 有单位重量的高能量密度和3.6V或更高的工作电压，这比广泛用在便携式 电子装置中的镍-镉电池或镍-金属氢化物电池高3倍。

锂二次电池通过锂离子在正极和负极处嵌入或解嵌时发生的氧化还原 反应来产生电能。锂二次电池使用能够可逆地嵌入或解嵌锂离子的材料作为 用于正极和负极的活性材料，并在正极和负极间具有有机电解液或聚合物电 解液。

锂二次电池包括以果冻卷形卷绕的电极组件，其中隔板插入在负极和正 极之间。这些电池还包括容纳电极组件和电解液的罐，和布置在罐上方的盖 组件。

锂二次电池在过度充电或过载电流时有爆炸或起火的可能，因此它们需 要安全装置以防止电池的过度充电。

通常，因为锂二次电池通过向电解液中加入诸如联苯(BP)或环己苯 (CHB)的气化材料来制备，所以在电池过度充电期间会产生大量气体，因 此使电流断开装置工作。然而，很难准确控制气体量，且当气体总量过大时， 电池的寿命会降低，并会发生各种副反应。

同时，随着作为正极活性材料的锂钴二氧化物(LiCoO₂)成本的增加， 人们正在寻求将成本较低的如NCM或NCA等含镍的正极活性材料作为替 代品。

然而，在电池过度充电期间，如NCM或NCA等含镍的正极活性材料 不能产生足量的气体。

也就是说，当电池过度充电时，电池中一定量气体的产生会使电流断开 装置运行以断开电流，并确保电池的稳定性。然而，因为在常规电池设计中 含镍的正极活性材料不产生足量的气体，所以电流断开装置无法立即运行以 确保电池的稳定性。

发明内容

本发明的多个方面提供了能够确保最大电池稳定性且不降低电池可靠 性的二次电池。

本发明的多个方面还提供了通过控制二次电池的碳酸锂含量、电解液含 量和工作压力，具有优异的90℃存储和绝热过度充电特性且不降低容量保 持率的二次电池。

根据本发明的示例性实施方式，二次电池包括：电极组件，所述电极组 件包括具有含碳酸锂(Li₂CO₃)的正极活性材料层的正极、具有负极活性材 料层的负极，和将正极与负极分隔的隔板；容纳所述电极组件的罐；布置在 所述罐上的盖组件；和注入到所述罐中的电解液。此时，碳酸锂(Li₂CO₃) 的含量为所述正极活性材料层总重量的1.0～1.5wt％，电解液的含量为裸电 池总重量的10.8～11.93wt％，且用于通过盖组件断开电流的工作压力为7～ 9kgf/cm²。

根据本发明的另一个示例性实施方式，二次电池包括：电极组件；容纳 所述电极组件的罐；布置在所述罐上的盖组件；和注入到所述罐中的电解液。 此时，电极组件包括含量为正极活性材料层总重量的1.0～1.5wt％的碳酸锂 (Li₂CO₃)，所注入的电解液的含量为裸电池总重量的10.8～11.93wt％，且 用于通过盖组件断开电流的工作压力为7～9kgf/cm²。

本文中，正极活性材料层可以进一步包括含镍的正极活性材料。

含镍的正极活性材料可以包括选自由化学式(1)～(7)所示材料组成 的组中的至少一种：

Li_xNi_1-yM_yA₂(1)

Li_xNi_1-yM_yO_2-zX_z(2)

Li_xNi_1-yCo_yO_2-zX_z(3)

Li_xNi_1-y-zCo_yM_zAα(4)