[发明专利]锂二次电池

说明书

本发明涉及锂二次电池，其包含负极和正极，其中所述负极包含由碳系材料组成的第一负极活性材料，和具有比第一负极活性材料的初始充放电效率低的第二负极活性材料，并且所述负极的初始充放电效率低于所述正极的初始充放电效率。本发明提供了锂二次电池，所述锂二次电池通过显著降低在低区中的充电状态(SOC)下的电阻而能实现高输出。

技术领域

对相关申请的交叉引用

本申请要求对在2014年6月26日提交的韩国专利申请号2014-0079097和在2015年6月19日提交的韩国专利申请号2015-0087199的优先权和其利益，其公开内容通过整体引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及锂二次电池，更特别地涉及其中负极(negative electrode)的初始充放电效率低于正极(positive electrode)的初始充放电效率的锂二次电池。

背景技术

随着近来用在用于手机、笔记本电脑、电动汽车等的电池中的电子系统的快速迅速供给，存在对于小、轻量且相对较大容量的二次电池的快速增长的需求。特别地，锂二次电池已经作为便携式设备的驱动能源受到关注，这是因为它们轻量并且具有高能量真密度。因此，已经存在广泛研究和开发工作以提高锂二次电池的性能。

当锂离子被吸藏进负极和正极/从负极和正极放出时，锂二次电池通过氧化还原反应制造电能，所述负极和正极两者都由能够实现锂离子的吸藏和放出的活性材料制成，处于其中有机电解液或聚合物电解液被填充在负极和正极之间的状态。

过渡金属化合物如锂钴氧化物(LiCoO₂)、锂镍氧化物(LiNiO₂)、锂锰氧化物(LiMnO₂)等被广泛地用作锂二次电池用正极活性材料。此外，具有高软化度的晶体碳材料如天然石墨或人造石墨，或伪石墨或无定型碳材料通常被用作负极活性材料，所述结晶碳材料通过在1000～1500℃的低温下碳化烃或聚合物得到。因为晶体碳材料具有高真密度，所有其具有如下优点：期望将其用于包装活性材料，并且展现优异的潜在平整度、初始容量和充放电可逆性。

一般来讲，软碳、硬碳、或小粒子石墨已经被用作负极活性材料以展示锂二次电池的高输出性能。然而，当这种碳质负极活性材料用在负极中时，负极的放电端部穿过通常施加最高电阻的区域，即，正极的放电端部，导致电阻增加。结果，在低充电状态(SOC)水平下的二次电池的输出可能显著降低。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供能通过显著降低在低充电状态(SOC)水平下的电阻实现高输出的锂二次电池。

技术方案

为解决该问题，根据本发明的一个方面，提供了包含负极和正极的锂二次电池，其中负极包含由碳质材料制成的第一负极活性材料，和具有比第一负极活性材料低的初始充放电效率的第二负极活性材料，并且负极的初始充放电效率低于正极的初始充放电效率。

有益效果

根据本发明的示例性实施方案，电阻可以显著降低，这是因为通过诱导负极的初始充放电效率低于正极的初始充放电效率，负极的放电端部(放电发生的端部)在整体施加大电阻的低SOC水平(例如10％～30％的SOC水平)下可以避开正极的放电端部。因此，可以提高二次电池的输出特性。

附图说明

提供以下附在本说明书中的附图以例示本发明的优选实施方案，并且用于结合本发明的上述内容帮助理解本发明的范围。因此，应该理解本发明不旨在限制示于附图中的内容。

图1为示出根据SOC水平的包含石墨的负极、正极和二次电池的充放电特性的概念图。