[发明专利]锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及包含正极、负极、包含非水有机溶剂和锂盐的非水电解质的锂二次电池，且更特别地涉及一种锂二次电池，其包含：包含三组分体系的正极活性材料的正极和包含使在所述正极活性材料中包含的过渡金属钝化的添加剂的非水电解质，由此改善循环寿命并防止锂二次电池发生膨胀现象。

背景技术

近来，随着能量储存技术的应用领域扩展到移动电话、便携式摄像机、笔记本PC以及电动车辆，已经积极进行了对用作电子装置的电源的电池的高能量致密化的研究。

在二十世纪九十年代早期开发的锂二次电池包含：通过使用能够吸附和脱附锂离子的碳材料制成的负极、通过使用正极活性材料制成的正极和包含溶解于混合有机溶剂中的锂盐的非水电解质。

近来，随着锂二次电池的使用范围扩展，对于在包括高温和低温的苛刻环境下保持良好性质且能够在高电压下稳定充电的锂二次电池的需求逐渐增加。

同时，正极活性材料的容量可以随着充电电位增加而增加，然而，还可以促进构成正极活性材料的过渡金属氧化物的脱附，从而诱发结构不稳定性。

另外，作为锂二次电池的非水电解质使用的有机溶剂如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、二甲氧基乙烷、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或乙腈可以被排出的过渡金属氧化物氧化且当在高温下长时间储存时产生气体。由于所产生的气体，电池组件(电池部件)可能变形而诱发内部短路，且电池可能劣化。在严重的情况下，电池可能燃烧或爆炸。随着在高电压条件下溶出的过渡金属的量增加，可能促进电解质的氧化反应。

为了解决上述缺点，已经提出在非水电解质中加入添加剂如丁二腈的方法。在这种情况下，可以在一定程度上改善电池的膨胀现象，然而，可能减小电池的充电/放电循环寿命(专利文献1)。

因此，需要开发改善锂二次电池的安全性的技术。

现有技术

专利文献

专利文献1：韩国登记专利10-1050333号。

发明内容

本发明的一个目的在于提供能够防止由在高温下储存期间产生的气体引起的电池膨胀现象且在高温下长时间储存之后具有改善的充电/放电性能和循环寿命的锂二次电池。

在本发明中提供包含正极、负极、插在所述正极和所述负极之间的隔膜以及非水电解质的锂二次电池。

所述正极包含由以下化学式1表示的第一正极活性材料，且所述非水电解质包含第一锂盐、由以下化学式2表示的第二锂盐和非水有机溶剂。

[化学式1]

Li_xM_yO_z

[化学式2]

Li⁺RCOO^-

(在化学式1和2中，M＝Ni_aMn_bCo_c，其中0<a<2，0<b<2，0<c<2，a+b+c＝1或2，0.5≤x≤1.3，1<x+y≤3.3，2≤z≤4，且R独立地为C₁-C₁₀烷基、C₆-C₁₂芳基、C₂-C₅烯基、卤素取代的C₁-C₁₀烷基、卤素取代的C₆-C₁₂芳基或卤素取代的C₂-C₅烯基。)

附图说明

本发明的上述目的、其他特征和优点通过参考附图描述其优选实施方式将变得更加显而易见，其中：

图1为示出根据本发明的例示性实施方式和比较例制造的电池相对于储存时间的单电池厚度变化的图。

图2为示出根据本发明的例示性实施方式和比较例制造的电池相对于充电/放电循环的充电/放电容量的图。

具体实施方式

在本发明中提供包含正极、负极、插在所述正极和所述负极之间的隔膜以及非水电解质的锂二次电池。

所述正极包含由以下化学式1表示的第一正极活性材料，且所述非水电解质包含第一锂盐、由以下化学式2表示的第二锂盐和非水有机溶剂。

[化学式1]

Li_xM_yO_z

[化学式2]

Li⁺RCOO^-