[发明专利]用于改善锂硫二次电池的寿命特性和充电速度的方法在审

专利信息
申请号: 201880054332.4 申请日: 2018-08-10
公开(公告)号: CN111052492A 公开(公告)日: 2020-04-21
发明(设计)人: 朴寅台;梁斗景 申请(专利权)人: 株式会社LG化学
主分类号: H01M10/44 分类号: H01M10/44;H01M10/052
代理公司: 中原信达知识产权代理有限责任公司 11219 代理人: 王海川;陈海涛
地址: 韩国*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 改善 二次 电池 寿命 特性 充电 速度 方法
【说明书】:

公开了一种用于改善锂硫二次电池的寿命特性和充电速度的方法,所述方法能够通过诱导所述锂硫二次电池的均匀反应而同时改善所述二次电池的寿命特性和充电速度。所述用于改善所述锂硫二次电池的寿命特性和充电速度的方法包含以下步骤:在锂硫二次电池的充电过程中,对各个区间以不同的方式应用充电速度。

技术领域

本申请要求于2017年9月1日提交的韩国专利申请号10-2017-0111828的优先权的权益,并且所述相应的韩国专利申请的文献中所公开的全部内容都被包含而作为本说明书的一部分。

本发明涉及锂硫二次电池,特别是涉及用于改善锂硫二次电池的寿命特性和充电速度的方法,所述方法能够通过诱导锂硫二次电池的均匀反应而同时改善所述二次电池的寿命特性和充电速度。

背景技术

在应用领域已经扩展到电动车辆、能量储存系统等的二次电池中,锂硫二次电池作为具有获得相对高的能量储存密度等的能力的下一代二次电池技术而特别受到关注。这样的锂硫二次电池是指使用具有硫-硫键(S-S键)的硫类材料作为正极活性材料并且使用锂金属作为负极活性材料的电池。特别是,用作正极活性材料的主要材料的硫具有资源非常丰富、无毒且原子量低的优势。

在锂硫二次电池中,作为负极活性材料的锂在放电时通过离子化而被氧化,同时放出电子,并且作为正极活性材料的硫类材料通过接受所放出的电子而被还原(锂的氧化反应是其中锂金属通过放出电子而被转化成锂阳离子形式的过程,并且硫的还原反应是其中S-S键通过接受两个电子而被转化成硫阴离子形式的过程)。在此,由锂的氧化反应产生的锂阳离子通过电解质转移到正极,并且通过与由硫的还原反应产生的硫阴离子键合而形成盐。更具体地,硫在放电之前具有环状S8结构,并且通过还原反应被转化成多硫化锂(LiPS),并且当多硫化锂被完全还原时,产生硫化锂(Li2S)。

发明内容

【技术问题】

如上所述,锂硫(Li-S)二次电池由于具有许多优势而备受关注。然而,现有的锂硫二次电池存在由于由多硫化锂(LiPS)溶出引起的活性材料损失而导致容量保持率降低的问题。此外,在具有高能量密度的锂硫二次电池中,电解液中多硫化锂(LiPS)的浓度迅速增加,并且在此,硫反应性由于电解液的迁移率降低而降低,这会导致在电池显示出不均匀反应模式的同时加速劣化的问题。

与此相关,作为诱导锂硫二次电池的均匀反应的方法,已经尝试设计硫正极结构或使用氧化还原介体作为正极添加剂。然而,这具有以下缺点,即硫正极添加剂的分散工序是复杂的并且氧化还原介体的合成是困难的。

作为更有效地诱导锂硫二次电池的均匀反应的方法,已经尝试调节放电速度(rate)或通过使用添加剂改变电解液组成而提高硫正极反应性,然而,到目前为止,这还没有显示出显著的效果。

因此,本发明的一个方面提供一种用于改善锂硫二次电池的寿命特性和充电速度的方法,所述方法通过在锂硫二次电池的充电过程中逐步地以不同的方式应用充电速度而能够诱导锂硫二次电池的均匀反应,从而同时提高二次电池的寿命特性和充电速度。

【技术方案】

根据本发明的一个方面,提供一种用于改善锂硫二次电池的寿命特性和充电速度的方法,所述方法包含在锂硫二次电池的充电过程中,对各个区间以不同的方式应用充电速度。

【有益效果】

根据本发明的用于改善锂硫二次电池的寿命特性和充电速度的方法,通过在锂硫二次电池的充电过程中对各个区间以不同的方式应用充电速度而诱导锂硫二次电池的均匀反应,可以同时提高二次电池的寿命特性和充电速度。

附图说明

图1为示出根据本发明的一个实施方式的锂硫二次电池的逐步充电的示意图。

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