[发明专利]锂二次电池

说明书

技术领域

本申请公开了一种锂二次电池。

背景技术

非水性锂二次电池通常包括由多孔绝缘膜制成的放置于正、负极之间的隔板，且膜的孔被包含了溶解于其中的锂盐的电解液浸泡。非水性锂二次电池具有优异的初始高容量和高能量密度特性。然而，当其中的正、负极在充电和放电循环过程中反复收缩和膨胀，并因此与隔板或电解液反应时，非水性锂二次电池会容易受损，这会导致内部和外部短路并迅速升高电池的温度。当电池的温度如前所述迅速升高时，隔板熔化并迅速收缩或损坏，并因此可能再次短路。

为了防止该问题，隔板是由具有优异关闭特性的多孔聚乙烯膜形成的，该隔板易于操作，且成本低。然而，在上述情况下，当电池的温度由于过充电、内部或外部短路等而升高时，关闭导致隔板部分熔化，并因此封闭了孔并切断了电流。

此外，通过改善用于隔板等的电极材料的耐热性，已经进行了改善非水性锂二次电池安全性的尝试，具体地，即使在其中的隔板急剧收缩或损坏时，也能确保安全性。

发明内容

本发明实施方式的方面涉及一种能够改善循环寿命特性、强度和高温稳定性的锂二次电池。

根据本发明的一个实施方式，锂二次电池包括含有涂层的隔板，所述涂层包括无机化合物、聚合物和具有第一反应性官能团的有机和/或无机粘结硅烷化合物；以及与所述涂层接触并包括活性物质和具有第二反应性官能团的粘合剂的电极，其中所述第一反应性官能团具有对所述第二反应性官能团的活性，并且所述锂二次电池包括通过所述第一反应性官能团与所述第二反应性官能团反应产生的化学键。

所述无机化合物可以用所述具有第一反应性官能团的有机和/或无机粘结硅烷化合物进行表面涂覆。

所述第一反应性官能团可以选自由氨基、异氰酸酯基、环氧基、巯基、乙烯基、卤化基团及它们的组合组成的组。

所述具有第一反应性官能团的有机和/或无机粘结硅烷化合物可以选自由环氧基烷基烷氧基硅烷、氨基烷基烷氧基硅烷、异氰酸烷基烷氧基硅烷酯、巯基烷基烷氧基硅烷及它们的组合组成的组；或者所述具有第一反应性官能团的有机和/或无机粘结硅烷化合物可以选自由乙烯基烷基烷氧基硅烷、卤代烷基烷氧基硅烷、乙烯基卤代硅烷、烷基酰氧基硅烷及它们的组合组成的组，所述第一反应性官能团选自由氨基、异氰酸酯基、环氧基、巯基、乙烯基、卤化基团及它们的组合组成的组。

所述无机化合物可以选自由SrTiO₃、SnO₂、CeO₂、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO₂、Y₂O₃、Al₂O₃、TiO₂、BaTiO₃、SiO₂及它们的组合组成的组。

所述隔板的涂层可以进一步包括选自由聚偏氟乙烯(PVdF)、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)(PVdF-HFP)、聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酸(PAA)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、芳纶、聚醋酸乙烯酯(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醚(PVE)及它们的组合组成的组中的聚合物。

所述隔板可以包括选自由玻璃纤维、聚酯、TEFLON(四氟乙烯)、聚烯烃、聚四氟乙烯(PTEF)及它们的组合组成的组中的多孔基板。

所述隔板的涂层可以形成于所述多孔基板的一面或两面之上。

所述第二反应性官能团可以选自由–OH基、–CHO基、–COOH基、–COX基、-COO-基、-NH₂基、衍生自马来酸的基团、衍生自马来酸酐的基团及它们的组合组成的组，X为卤素。

所述化学键可以包含于选自由-CONH-、-COO-、-N(H)COOC(O)-、-CH(OH)CH₂OC(O)-、-OC(O)N(H)-、-N(H)C(O)N(H)-、-SC(O)-及它们的组合组成的组中的官能团中，R为有机基团。

所述具有第二反应性官能团的粘合剂可以选自由聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羧酸化的聚氯乙烯、聚氨酯、二乙酰纤维素、丙烯酸化的苯乙烯-丁二烯橡胶及它们的组合组成的组；或者所述具有第二反应性官能团的粘合剂可以选自由聚氯乙烯、聚氟乙烯、含环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、环氧树脂、尼龙及它们的组合组成的组。