[发明专利]包含无机电解液的锂二次电池

说明书

本发明提供一种锂二次电池，其包含正极、负极、置于所述正极与所述负极之间的隔膜和二氧化硫类无机电解液，其中所述负极包含涂有钛氧化物(TiO_x，0x2)的碳材料作为负极活性材料。根据本发明，所述钛氧化物改善所述碳材料负极对所述无机电解液的润湿性和表面上的电荷转移反应并且将所述碳材料/无机电解液的界面电阻减到最低限度，由此可以改善高倍率充电/放电特性。

技术领域

本公开涉及一种具有改善的高倍率特性的包含无机电解液的锂二次电池。

本申请要求于2018年7月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0081308号的权益，该韩国专利申请的公开内容以引用的方式整体并入本文中。

背景技术

随着技术的发展和对移动装置的需求的增加，对具有小尺寸和高容量的可再充电二次电池的需求正急剧增加。在二次电池中，具有高能量密度和电压的锂二次电池被商业化并且被广泛使用。

锂二次电池一般通过放置具有不同电位的两个电极且将隔膜置于这两个电极之间以防止它们之间的电短路并且注入用于将锂离子转移到这两个电极的电解质来制造。大多数的锂二次电池使用含有溶解在有机溶剂中的锂盐的液体电解质。

近来，在诸如高温和过度充电的极端情况下，锂二次电池的诸如起火和爆炸的安全问题驱动了对设计不含可燃和易燃有机溶剂的电池的需求，并且为了满足这一需求，正在进行许多有关不易燃的电解质如二氧化硫类无机电解液的研究。

二氧化硫类无机电解液的离子电导率(约78mS/cm至约80mS/cm)为有机电解液的约7倍，并且因此它们在高倍率特性方面将具有优势。

然而，二氧化硫类无机电解液在通常用于锂二次电池中的疏水性碳材料负极上的润湿性不足，这会降低锂离子的扩散速率，并且在高倍率充电/放电期间锂离子在碳材料负极处的嵌入和脱嵌不佳，从而导致低的充电/放电效率，并且因此需要进行改善。

发明内容

技术问题

本公开是为了解决上述问题而被设计的，并且因此，本公开旨在提供一种将二氧化硫类无机电解液和碳类负极一起使用的具有改善的高倍率充电/放电特性的锂二次电池。

技术方案

根据本公开的一个方面，在第一实施方式中，提供一种锂二次电池，其包含正极、负极、置于所述正极与所述负极之间的隔膜和二氧化硫类无机电解液，其中所述负极包含涂有钛氧化物(TiO_x，0x2)的碳材料作为负极活性材料。

根据本公开的第二实施方式，在第一实施方式中，提供所述锂二次电池，其中所述钛氧化物包含TiO、TiO_0.5、TiO_0.68、TiO_1.3、TiO_1.5、TiO_1.7、TiO_1.9或其中两种以上的混合物。

根据本公开的第三实施方式，在第一实施方式或第二实施方式中，提供所述锂二次电池，其中基于所述碳材料的量，涂有0.5重量％至20重量％、0.5重量％至10重量％或1重量％至5重量％的量的所述钛氧化物。

根据本公开的第四实施方式，在第一实施方式至第三实施方式中的任一者中，提供所述锂二次电池，其中所述碳材料包含天然石墨、人造石墨、无定形硬碳、低结晶性软碳、炭黑、乙炔黑、科琴黑(ketjen black)、Super P、石墨烯、纤维状碳或其中两种以上的混合物。

根据本公开的第五实施方式，在第一实施方式至第四实施方式中的任一者中，提供所述锂二次电池，其中所述二氧化硫类无机电解液包含二氧化硫(SO₂)和锂盐。