CN102473955A - 包含水分散性粘合剂、导电剂和氟代碳酸亚乙酯的锂二次电池 - Google Patents

包含水分散性粘合剂、导电剂和氟代碳酸亚乙酯的锂二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN102473955A
CN102473955A CN2010800314738A CN201080031473A CN102473955A CN 102473955 A CN102473955 A CN 102473955A CN 2010800314738 A CN2010800314738 A CN 2010800314738A CN 201080031473 A CN201080031473 A CN 201080031473A CN 102473955 A CN102473955 A CN 102473955A
Authority
CN
China
Prior art keywords
negative pole
lithium secondary
secondary battery
water
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800314738A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102473955B (zh
Inventor
李菅秀
具滋训
柳德铉
金正镇
郑昞圭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chemical Co Ltd filed Critical LG Chemical Co Ltd
Publication of CN102473955A publication Critical patent/CN102473955A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102473955B publication Critical patent/CN102473955B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种锂二次电池。本发明提供了包含正极、负极和非水电解质溶液的锂二次电池，其特征在于，所述负极包含水分散性粘合剂和导电剂，所述非水电解质溶液包含氟代碳酸亚乙酯(FEC)。本发明的电池的优点在于其具有高效充电使用期限特征并能够在短时间内高容量充电。

Description

包含水分散性粘合剂、导电剂和氟代碳酸亚乙酯的锂二次电池
技术领域
本发明涉及具有高效充电使用期限特征并可在短时间内进行高容量充电的锂二次电池，更详细地讲，涉及一种包含水分散性粘合剂、导电剂和氟代碳酸亚乙酯的锂二次电池。
背景技术
目前，主要用于制造二次电池的市售电极粘合剂包括基于聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride，以下称为“PVDF”)的聚合物、PVDF均聚物(homopolymer)、聚偏二氟乙烯六氟丙烯(polyvinylidene fluoridehexafluoropropylene)共聚物(第2001-0055968号韩国专利申请)和聚偏二氟乙烯-氯三氟乙烯共聚物。
基于PVDF的聚合物的优点是在化学和电化学上稳定，但可能存在由有机溶剂(例如NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮))导致的环境问题，因为其必须溶解于有机溶剂中并作为粘合剂组合物使用。
另外，基于PVDF的聚合物由于低安全性而具有一定危险，并且由于与液态电解质的低亲和力而成为导致电极性能降低的根源。
此外，基于PVDF的聚合物具有与无机物颗粒(例如活性物质)极佳的粘合特性，因为其通过围绕活性物质的圆周而起作用，但缺点是它们必须大量使用以显示并保持足够的粘合强度，因为其与集流体(例如金属)的粘合强度较差。
为了解决以上问题，提出了使用水作为分散介质(即溶剂)的水分散性电极组合物。在这种情况下，使用水分散性粘合剂替代上述基于PVDF的粘合剂。主要使用苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)作为水分散性粘合剂。在使用水分散性粘合剂的电极中，虽然水分散性粘合剂的用量较小，但其粘合效果高于非水(即基于有机溶剂的)粘合剂，从而每相同体积活性物质的存在比率可增加，因而能够获得高容量和较长的使用期限特征。因此，预期采用使用水分散性粘合剂的负极的电池将在未来成为主流。
对于制造使用水作为分散介质的二次电池的负极的常规方法，可参考以下文献1。文献1公开了，在制造锂离子电池负极材料的天然石墨(natural graphite)的基于水的悬浮液的方法中羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose，CMC)和苯乙烯丁二烯橡胶(styrene butadienerubber，SBR)对悬浮液稳定性的影响；动电学(electrokinetic)性能和柔性性能以评价基于有机添加剂的悬浮液的分散稳定性；所铸片(as-castsheet)的成形显微结构和孔隙率以及二者的相关性等。
[文献1]Jin-Hyon Lee，「Process of fabricating water-basedsuspensions of materials for negative electrodes of lithium ion batteries andevaluation of battery characteristics」，硕士论文，汉阳大学，2005。
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，为了解决有关使用非水溶剂所制造的负极的常规问题，提出了使用水分散性溶剂制造负极的技术，但该技术也不是不存在问题。
使用水作为电极浆料的溶剂以及使用水分散性粘合剂的负极的优点在于由于其极佳的导电特性在电极中无需使用另外的导电剂，但其问题在于如果干燥电极的方法中的某些条件未被优化，则电极的导电性将降低。
此外，使用水分散性粘合剂的常规负极的问题还在于，在高效充电使用期限特征和每单位时间高容量充电速率方面仍未达到令人满意的性能。
因此，本发明是基于在现有技术中存在的以上问题而做出的，且本发明的一个目的是提供一种电池，其能够通过向基于水的负极中添加导电剂而改进负极的性能、在电解质中使用特定添加剂而改进高效充电使用期限特征和在短时间内进行高容量充电。
解决课题的方法
本发明旨在解决所述常规问题并提供一种包含正极、负极和非水电解质溶液的锂二次电池，其中所述负极包括水分散性粘合剂和导电剂，所述非水电解质溶液包括氟代碳酸亚乙酯(FEC)。
此外，本发明还提供了锂二次电池，其中所述非水电解质溶液的氟代碳酸亚乙酯(FEC)的含量为整体电解质溶液的10至15wt％。
此外，本发明还提供了锂二次电池，其中所述非水电解质溶液的碳酸亚乙酯(EC)的含量为整体电解质溶液的85至90wt％。
此外，本发明还提供了锂二次电池，其中导电剂为一种选自乙炔黑、炭黑和石墨的物质或其中两种或更多种的结合物。
此外，本发明还提供了锂二次电池，其中导电剂的含量为0.2至0.8wt％。
此外，本发明还提供了锂二次电池，其中水分散性粘合剂为一种选自苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素的物质或其中两种或更多种的结合物。
发明效果
本发明的锂二次电池具有高效充电使用期限特征，并可在短时间内进行高容量充电。
附图说明
图1是示出本发明一个实施方案和对比实施例的循环性能的图表。
具体实施方式
以下，将对本发明的某些实施方案作更详细地描述。
在本发明中，在包含正极、负极和非水电解质溶液的锂二次电池中，所述负极包括水分散性粘合剂和导电剂，所述非水电解质溶液包括氟代碳酸亚乙酯(FEC)。
在本发明中，负极包括水分散性粘合剂。
一般而言，以合适的比例均匀混合负极活性物质、粘合剂等和溶剂形成负极混合物，将所述负极混合物涂布于集流体并对其进行干燥和压缩，从而制造负极。此处，主要使用非水溶剂作为所述溶剂。这是因为非水溶剂在确保活性物质间的结合力方面是有利的。
然而，有机溶剂本身不仅会引起环境问题，而且由于其与液态电解质的低亲和力而成为导致电极性能降低的根源。
因此，本发明不同于现有技术，在本发明的负极中，使用水制备的物质作为溶剂而使用。在这种情况下，不能使用在非水溶剂中广泛使用的物质，而只能使用水分散性粘合剂作为所含的粘合剂，以使负极活性物质粘合在一起。
在本发明中，广泛使用的常规水分散性粘合剂可没有限制地用作所述水分散性粘合剂。一种选自苯乙烯丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、羟丙基纤维素和二乙酰纤维素的物质或其中两种或更多种的结合物可用作所述水分散性粘合剂。特别地，优选使用将苯乙烯丁二烯橡胶和羧甲基纤维素进行合适混合的混合物作为所述负极粘合剂。
优选所述水分散性粘合剂的用量为1至4wt％，基于包含水分散性粘合剂的电极组合物的总量计。如果水分散性粘合剂的用量小于1wt％，则活性物质的粘合强度将减弱，从而活性物质可能在充电和放电过程中脱离。如果水分散性粘合剂的用量大于4wt％，则活性物质的量将减少，其对于电池容量是不利的。
此外，在本发明中，所述负极还包括导电剂。
一般而言，对于制造负极时所使用的溶剂为水的情况(即水分散性溶剂的情况)，不使用另外的导电剂。这是因为使用水分散性溶剂和水分散性粘合剂本身所制造的负极具有极佳的导电特征，从而不需要使用另外的导电剂。
然而，使用水分散性溶剂和水分散性粘合剂的负极的问题在于电极的导电性在干燥环境中劣化。本发明的发明者发现如果在使用水分散性溶剂和水分散性粘合剂的负极中添加合适量的导电剂，则充电特征(特别是高效充电特征)即使在干燥环境下仍得到改进。
因此，在本发明中，导电剂连同水分散性粘合剂一起包含在所述负极中。
优选所述导电剂的含量为0.2至0.8wt％。如果导电剂的含量大于0.8wt％，则电极活性物质的量将减少，其对于电池容量是不利的。此外，也可能不利于保持电极活性物质的粘合强度，因为粘合剂的减少量与导电剂的增加量一样多。如果导电剂的含量小于0.2wt％，则因导电性的改进不够而有可能无法实现高效充电特征。
用于制造电极的普通物质可没有限制地用作所述导电剂。可用作所述导电剂的普通物质的实例可包括一种选自乙炔黑、炭黑、天然石墨、人造石墨、科琴黑和碳纤维的物质或其中两种或更多种的结合物。此外，还可混合聚亚苯基衍生物等导电材料而使用。
包含在本发明的锂二次电池中的负极可通过将包含负极活性物质、水分散性粘合剂和导电剂的混合物涂布于集流体上并随后对溶剂(水)进行干燥而得到。
所述负极活性物质可包括碳和石墨材料，例如天然石墨、人造石墨、膨胀石墨、碳纤维、非石墨化碳、炭黑、碳纳米管、富勒烯和活性炭；金属，例如可掺杂锂的Al、Si、Sn、Ag、Bi、Mg、Zn、In、Ge、Pb、Pd、Pt或Ti，以及包含所述元素的化合物；金属及其化合物与碳和石墨材料的复合物；以及包含锂的氮化物，但不限于此。
特别地，为了使负极活性物质较好地分散于水(即，溶剂)中，优选负极活性物质的粒径为纳米尺度。具体而言，优选负极活性物质的粒径为5至30μm。
所述负极混合物是抑制负极膨胀的成分，其可任选地包括填料。所述填料无特别限制，只要其是不会导致相应电池的化学变化的纤维质材料。例如，可使用基于烯烃的聚合物(例如聚乙烯和聚丙烯)和纤维质材料(例如玻璃纤维和碳纤维)作为填料。
在本发明的非水电解质溶液中所使用的氟代碳酸亚乙酯(FEC)为一种作为添加剂包含在非水电解质溶液中的成分。
本发明的发明者发现当氟代碳酸亚乙酯(FEC)作为添加剂包含在非水电解质溶液中时，二次电池具有高效使用期限特征并实现每单位时间的高容量充电。据推测，因为氟代碳酸亚乙酯(FEC)包括具有强吸电效应的氟，所以当电池进行首次充电时介电常数较高，并可形成具有极佳锂离子传导性的SEI膜。实际上，已发现当氟代碳酸亚乙酯(FEC)作为添加剂包含在非水电解质溶液中时可确认到，电池的每单位时间的充电特征和循环特征得到改进(对此，请参考随后描述的一个实施方案)。
基于包含氟代碳酸亚乙酯(FEC)的非水电解质溶液的总量计，氟代碳酸亚乙酯(FEC)的含量优选为10至15wt％。
如果氟代碳酸亚乙酯(FEC)的含量小于10wt％，则在长期循环过程中氟代碳酸亚乙酯将耗尽，在循环的后半部中氟代碳酸亚乙酯的量可能不足。
如果氟代碳酸亚乙酯(FEC)的含量大于15wt％，则存在电池的成本可能由于昂贵的氟代碳酸亚乙酯(FEC)的过量使用而增加，且可能因为正极电阻的过量增加而在进行高效放电时导致电池的性能劣化。
用于制造电极的物质可没有限制地与所述氟代碳酸亚乙酯(FEC)一起用作形成非水电解质溶液的构成成分的基液。所述基液可包括一种或多种选自以下的物质：碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲基(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、二甲基亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、碳酸乙基甲基酯(EMC)、氟代碳酸亚乙酯(FEC)、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸乙酯和丙酸丁酯。在本发明的一个实施方案中，使用了85至90wt％的碳酸亚乙酯(EC)作为基液。
此外，为改进充电/放电特征、阻燃性等，非水电解质还可包括其他添加剂。其他添加剂的实例可包括吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、甘醇二甲醚(n-glyme)、六甲磷酰三胺、硝基苯衍生物、硫磺、醌亚胺染料、N-取代噁唑烷酮、N，N-取代咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇和三氯化铝。根据情况，为了赋予不燃性，还可包括含有卤素的溶剂(例如四氯化碳或三氟乙烯)，为了改进高温存储特征，还可包含二氧化碳气体。
本发明的锂二次电池的其余成分描述如下。
正极可通过将正极活性物质、导电剂和粘合剂的混合物涂布于正极集流体并对其进行干燥而制造。根据需要，混合物还可包括填料。
所述正极活性物质可包括层状化合物，例如锂钴氧化物(LiCoO2)和锂镍氧化物(LiNiO2)，或其中一种或多种过渡金属被取代的化合物；锂锰氧化物，例如化学式Li1+xMn2-xO4(其中x为0至0.33)、LiMnO3、LiMn2O3和LiMnO2；锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物，例如LiV3O8、LiFe3O4、V2O5和Cu2V2O7；Ni位型锂镍氧化物，由化学式LiNi1-xMxO2(其中M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga且x＝0.01至0.3)表示；锂锰复合氧化物，由化学式LiMn2-xMxO2(其中M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta且x＝0.01至0.1)或Li2Mn3MO8(其中M＝Fe、Co、Ni、Cu或Zn)表示；LiMn2O4，其中化学式中的部分Li被碱土金属离子取代；二硫化物化合物；Fe2(MoO4)3等。但不限于此。
一般而言，正极集流体的厚度范围为3至500μm。这种正极集流体没有特殊限制，只要其不会导致相应电池的化学变化并具有高导电性即可。例如，可使用不锈钢、铝、镍、钛、单质碳，或在铝或不锈钢的表面用碳、镍、钛或银进行处理的集流体作为正极集流体。集流体可在其表面具有微小的凹凸以增加正极活性物质的粘合强度，并且其可具有多种形式，例如膜状、片状、箔状、网状、多孔材料、发泡材料和无纺网状。
正极活性物质的粘合剂是协助活性物质和导电剂的粘合并粘结于集流体的成分。一般而言，基于包含粘合剂的正极混合物的总量计，粘合剂的用量为1至50wt％。可使用高分子聚丙烯腈-丙烯酸共聚物作为这种粘合剂，但不限于此。粘合剂的其他实例可包括聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯丁烯橡胶、氟橡胶和多种共聚物等。
其他导电剂和填料与以上关于负极的描述相同。
隔膜介于正极和负极之间，并使用具有高离子渗透性和高机械强度的绝缘薄膜。一般而言，隔膜的孔径为0.01至10μm，厚度为5至300μm。例如，作为隔膜，可使用基于烯烃的聚合物(例如耐化学性和疏水性的聚丙烯)、由玻璃纤维或聚乙烯制得的片状或无纺布等。
本发明的二次电池可通过将所述正极和负极与隔膜一起交替层压的电极组件容纳于外部壳体(例如电池壳体)中，使用电解质，并密封而制造。可没有限制地使用常规方法作为制造所述二次电池的方法。
以下，通过实施例对本发明进行更详细的描述。以下实施例旨在帮助理解本发明，应理解以下实施例并不意欲限制本发明的范围。
实施例1
(负极的制造)
将导电碳放入石墨和粘合剂混合的组合物中，并使该组合物分散于水中，从而制得浆料(其中石墨∶粘合剂(SBR)∶导电碳(Super-P)＝98.6∶1∶0.4wt％)。将所述浆料涂布于铜箔上，在130℃的温度充分干燥并随后进行压制，从而制得负极。该负极的厚度为约135μm。
(正极的制造)
浆料通过在NMP中的分散而制得(其中LiCoO2∶炭黑∶PVdF＝95∶2.5∶2.5wt％)。将所述浆料涂布于铝箔上，在130℃的温度充分干燥并随后进行压制，从而制得正极。该正极的厚度为约140μm。
(电池的制造)
将聚丙烯隔膜层压于所述正极和负极之间并置于电池壳体中。随后，将电解质(其中碳酸亚乙酯(EC)∶氟代碳酸亚乙酯(FEC)＝90∶10wt％)注入所述电池壳体中并对其进行密封，从而最终制得电池。
实施例2
(负极和正极的制造)
与实施例1相同。
(电池的制造)
将聚丙烯隔膜层压于所述正极和负极之间并置于电池壳体中。随后，将电解质(其中碳酸亚乙酯(EC)∶氟代碳酸亚乙酯(FEC)＝85∶15wt％)注入所述电池壳体中并对其进行密封，从而最终制得电池。
实施例3
(负极的制造)
将导电碳放入石墨和粘合剂混合的组合物中，并使该组合物分散于水中，从而制得浆料(其中石墨∶粘合剂(SBR)∶导电碳(Super-P)＝95.6∶4∶0.4wt％)。将所述浆料涂布于铜箔上，在130℃的温度充分干燥并随后进行压制，从而制得负极。该负极的厚度为约135μm。
(正极和电池的制造)
与实施例1相同。
实施例4
(负极和正极的制造)
与实施例3相同。
(电池的制造)
将聚丙烯隔膜层压于所述正极和负极之间并置于电池壳体中。随后，将电解质(其中碳酸亚乙酯(EC)∶氟代碳酸亚乙酯(FEC)＝85∶15wt％)注入所述电池壳体中并对其进行密封，从而最终制得电池。
对比例1
(负极的制造)
浆料通过将石墨∶粘合剂(SBR)＝97∶3.0wt％分散于水中而制得。将所述浆料涂布于铜箔上，在130℃的温度充分干燥并随后进行压制，从而制得负极。该负极的厚度为约135μm。
(正极的制造)
浆料通过将LiCoO2∶炭黑∶PVdF＝95∶2.5∶2.5wt％分散于NMP中而制得。将所述浆料涂布于铝箔上，在130℃的温度充分干燥并随后进行压制，从而制得正极。该正极的厚度为约140μm。
(电池的制造)
将聚丙烯隔膜层压于所述正极和负极之间并置于电池壳体中。随后，将碳酸亚乙酯(EC)电解质注入所述电池壳体中并对其进行密封，从而最终制得电池。
对比例2
(负极的制造)
浆料通过将石墨∶粘合剂(SBR)∶导电碳(Super-P)＝98.6∶1∶0.4wt％分散于水中而制得。将所述浆料涂布于铜箔上，在130℃的温度充分干燥并随后进行压制，从而制得负极。该负极的厚度为约135μm。
(正极的制造)
与对比例1相同。
(电池的制造)
将聚丙烯隔膜层压于所述正极和负极之间并置于电池壳体中。随后，将电解质(其中碳酸亚乙酯(EC)∶氟代碳酸亚乙酯(FEC)＝80∶20)注入所述电池壳体中并对其进行密封，从而最终制得电池。
对比例3
(负极的制造)
浆料通过将石墨∶粘合剂(SBR)∶导电碳(Super-P)＝99.6∶0∶0.4wt％分散于水中而制得。将所述浆料涂布于铜箔上，在130℃的温度充分干燥并随后进行压制，从而制得负极。该负极的厚度为约135μm。
(正极的制造)
与对比例1相同。
(电池的制造)
将聚丙烯隔膜层压于所述正极和负极之间并置于电池壳体中。随后，将电解质(其中碳酸亚乙酯(EC)∶氟代碳酸亚乙酯(FEC)＝90∶10)注入所述电池壳体中并对其进行密封，从而最终制得电池。
对比例4
(负极的制造)
浆料通过石墨∶粘合剂(SBR)∶导电碳(Super-P)＝92.6∶7∶0.4wt％分散于水中而制得。将所述浆料涂布于铜箔上，在130℃的温度充分干燥并随后进行压制，从而制得负极。该负极的厚度为约135μm。
(正极和电池的制造)
与对比例3相同。
所述实施例和对比例的负极以及电解质的组成列于下表1中。
[表1]
Figure BDA0000130419810000101
(单位：wt％)
充电和放电实验在根据所述对比例和实施例使用各自组合物所制得的电池上进行。为了提高实验的准确度，实施例的电池每对使用相同的方法制造，并对相同的实验进行重复。充电和放电实验的条件如下，实验结果列于图1和表2中。
＊充电和放电实验条件
-充电：CC/CV模式，1.3C/4.2V且终电流为50mA
-放电：CC模式且1.0C/3.0V断开
[表2]
Figure BDA0000130419810000111
(单位：wt％)
如表2所示，实施例的电池每单位时间的充电率高于对比例的电池。如图1所示，与对比例相比，实施例的电池循环特征优秀。

Claims (6)

1.一种锂二次电池，其包括正极、负极和非水电解质溶液，其特征在于，
所述负极包含水分散性粘合剂和导电剂，且
所述非水电解质溶液包含氟代碳酸亚乙酯(FEC)。
2.权利要求1的锂二次电池，其特征在于，基于包含氟代碳酸亚乙酯(FEC)的非水电解质溶液的总量计，氟代碳酸亚乙酯(FEC)的含量为10至15wt％。
3.权利要求2的锂二次电池，其特征在于，基于包含碳酸亚乙酯(EC)的非水电解质溶液的总量计，碳酸亚乙酯(EC)的含量为85至90wt％。
4.权利要求1的锂二次电池，其特征在于，所述导电剂为一种选自乙炔黑、炭黑和石墨的物质或其中两种或更多种的结合物。
5.权利要求1的锂二次电池，其特征在于，所述导电剂的含量为0.2至0.8wt％。
6.权利要求1的锂二次电池，其特征在于，所述水分散性粘合剂为一种选自苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素的物质或其中两种或更多种的结合物。
CN201080031473.8A 2009-07-17 2010-07-19 包含水分散性粘合剂、导电剂和氟代碳酸亚乙酯的锂二次电池 Active CN102473955B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0065418 2009-07-17
KR20090065418 2009-07-17
PCT/KR2010/004688 WO2011008056A2 (ko) 2009-07-17 2010-07-19 수분산바인더, 도전재, 및 플루오로에틸렌카보네이트를 포함하는 리튬 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102473955A true CN102473955A (zh) 2012-05-23
CN102473955B CN102473955B (zh) 2015-08-19

Family

ID=43450000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080031473.8A Active CN102473955B (zh) 2009-07-17 2010-07-19 包含水分散性粘合剂、导电剂和氟代碳酸亚乙酯的锂二次电池

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8637191B2 (zh)
JP (1) JP5435316B2 (zh)
KR (1) KR101182452B1 (zh)
CN (1) CN102473955B (zh)
WO (1) WO2011008056A2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643828A (zh) * 2016-08-29 2019-04-16 株式会社杰士汤浅国际 非水电解质蓄电元件
CN110165212A (zh) * 2018-01-26 2019-08-23 山东星火科学技术研究院 一种石墨烯电池导电剂
CN110323485A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 三洋电机株式会社 二次电池

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9099694B2 (en) * 2010-12-08 2015-08-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of manufacturing electrode body
KR101201807B1 (ko) * 2011-08-31 2012-11-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP6287830B2 (ja) * 2012-04-03 2018-03-07 株式会社Ｇｓユアサ 電池用正極及び電池
US10096810B2 (en) * 2012-05-10 2018-10-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Separator and method of manufacturing the same and rechargeable lithium battery including the same
US9806335B2 (en) 2012-11-30 2017-10-31 Lg Chem, Ltd. Composite including conductive material and binder on surface of (semi) metal oxide and method of preparing anode slurry including the same
US9590238B2 (en) 2012-11-30 2017-03-07 Lg Chem, Ltd. Composite for anode active material and method of preparing the same
KR101622808B1 (ko) * 2012-11-30 2016-05-19 주식회사 엘지화학 복합체 및 이를 포함하는 음극 슬러리의 제조방법
CN104813531B (zh) 2013-01-09 2018-01-02 松下知识产权经营株式会社 二次电池用非水电解液及锂二次电池
US9225023B2 (en) 2013-10-04 2015-12-29 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Fullerenes as high capacity cathode materials for a rechargeable magnesium battery
JP7143114B2 (ja) * 2018-05-11 2022-09-28 株式会社Ｅｎｅｏｓマテリアル 蓄電デバイス用組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極及び蓄電デバイス
WO2022071317A1 (ja) * 2020-10-02 2022-04-07 株式会社村田製作所 非水電解質二次電池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6589694B1 (en) * 1999-05-14 2003-07-08 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Positive electrode active material, positive electrode active material composition and lithium ion secondary battery
US20070148541A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-28 Shinya Wakita Battery
US20070231700A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-04 Kozo Watanabe Non-aqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing the same
CN100372166C (zh) * 2004-06-30 2008-02-27 三星Sdi株式会社 锂二次电池

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998015024A1 (en) * 1996-10-03 1998-04-09 National Research Council Of Canada Electrolyte comprising fluoro-ethylene carbonate and propylene carbonate, for alkali metal-ion secondary battery
EP0903799B1 (en) * 1997-09-19 2003-03-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery and its anode
JPH11162510A (ja) * 1997-11-27 1999-06-18 Toray Ind Inc 非水電解液二次電池
KR100404883B1 (ko) 1999-12-13 2003-11-10 주식회사 엘지화학 전기 화학 소자를 위한 고분자 전해질
JP2006019274A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Samsung Sdi Co Ltd リチウム二次電池
KR100709208B1 (ko) 2004-06-30 2007-04-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR100669322B1 (ko) 2004-06-30 2007-01-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR100709838B1 (ko) * 2005-07-07 2007-04-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP2007179956A (ja) 2005-12-28 2007-07-12 Sony Corp 負極およびそれを用いた電池
WO2007126068A1 (ja) * 2006-04-27 2007-11-08 Mitsubishi Chemical Corporation 非水系電解液及び非水系電解液二次電池
KR100994181B1 (ko) 2006-10-31 2010-11-15 주식회사 엘지화학 전기 전도성을 향상시킨 도전제를 포함한 리튬 이차전지
JP5165258B2 (ja) * 2007-02-26 2013-03-21 日立マクセルエナジー株式会社 非水電解質二次電池
JP2008288112A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Sony Corp 非水電解質二次電池
WO2008153347A1 (en) * 2007-06-15 2008-12-18 Lg Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte and electrochemical device having the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6589694B1 (en) * 1999-05-14 2003-07-08 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Positive electrode active material, positive electrode active material composition and lithium ion secondary battery
CN100372166C (zh) * 2004-06-30 2008-02-27 三星Sdi株式会社 锂二次电池
US20070148541A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-28 Shinya Wakita Battery
US20070231700A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-04 Kozo Watanabe Non-aqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643828A (zh) * 2016-08-29 2019-04-16 株式会社杰士汤浅国际 非水电解质蓄电元件
CN109643828B (zh) * 2016-08-29 2023-03-07 株式会社杰士汤浅国际 非水电解质蓄电元件
CN110165212A (zh) * 2018-01-26 2019-08-23 山东星火科学技术研究院 一种石墨烯电池导电剂
CN110323485A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 三洋电机株式会社 二次电池

Also Published As

Publication number Publication date
US20110091775A1 (en) 2011-04-21
JP2012531025A (ja) 2012-12-06
WO2011008056A3 (ko) 2011-06-16
KR101182452B1 (ko) 2012-09-12
US8637191B2 (en) 2014-01-28
CN102473955B (zh) 2015-08-19
KR20110007987A (ko) 2011-01-25
WO2011008056A2 (ko) 2011-01-20
JP5435316B2 (ja) 2014-03-05
US20140106237A1 (en) 2014-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102473955B (zh) 包含水分散性粘合剂、导电剂和氟代碳酸亚乙酯的锂二次电池
CN103702929B (zh) 碳-硅复合材料、其制备方法以及包含所述碳-硅复合材料的负极活性材料
KR102284571B1 (ko) 리튬 이차 전지용 도전 조성물, 이를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 및 리튬 이차 전지
EP3416216A2 (en) Anode, secondary battery comprising same, battery module, and battery pack
KR20200038168A (ko) 실리콘계 화합물을 포함하는 다층 구조 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP6304746B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JPWO2017217408A1 (ja) リチウムイオン二次電池
KR20150067016A (ko) 리튬이온 이차전지용 음극 수계 슬러리, 이를 포함하는 음극 활물질층 및 리튬이온 이차전지
KR101590678B1 (ko) 리튬 이차전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2010108732A (ja) リチウム二次電池
KR20160027088A (ko) 비수 전해액 이차 전지 및 그 제조 방법
JP6428243B2 (ja) 非水系リチウム二次電池及びその製造方法
CN110998921B (zh) 锂二次电池用电极的设计方法以及包括其的锂二次电池用电极的制造方法
KR20150071451A (ko) 리튬 이온 이차 전지용 음극
JP2017152337A (ja) 非水系リチウムイオン二次電池用負極、その製法及び非水系リチウムイオン二次電池
CN105449274A (zh) 锂离子电池及其电解液
US9761854B2 (en) Spirally-wound electrode assembly for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR101495301B1 (ko) 이차전지용 전극 및 이를 포함하는 이차전지
JP5271751B2 (ja) リチウムイオン二次電池
KR102477833B1 (ko) 양극활물질 조성물, 이로부터 제조된 양극 및 이를 채용한 이차전지
JPWO2019065288A1 (ja) リチウムイオン二次電池用非水電解液およびそれを用いたリチウムイオン二次電池
JP6439369B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JP5260576B2 (ja) リチウム二次電池
KR102354279B1 (ko) 음극, 및 상기 음극을 포함하는 이차 전지
KR101496655B1 (ko) 양극의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211222

Address after: Seoul, South Kerean

Patentee after: LG Energy Solution,Ltd.

Address before: Seoul, South Kerean

Patentee before: LG CHEM, Ltd.

TR01 Transfer of patent right