可再充電鋰電池的製作方法
2023-06-15 06:15:46
專利名稱:可再充電鋰電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及可再充電鋰電池。
背景技術：
最近，可攜式電子設備尺寸和重量的減少已經導致了用於在可攜式電子設備中使用的電池的發展。這些電池應當具有高性能和大容量特性。而且，這些電池應當是可靠且安全的並且以節省成本的方式生產。
電池通常分為一次電池(僅能使用一次然後就被處理掉了)和二次電池(能夠再充電並且反覆使用)。一次電池包括錳電池、鹼性電池、汞電池和氧化銀電池。二次電池包括鉛酸蓄電池、鎳-金屬氫化物(Ni-MH)電池、密封鎳-鎘電池、鋰金屬電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池和鋰-硫電池。
鋰可充電電池通過正極和負極使用電化學反應物質(「活性物質」)來產生電能。決定電池性能(例如容量、循環壽命、功率、安全性和可靠性)的關鍵因素包括所使用的活性物質的電化學性能和熱穩定性。因而，已經進行了廣泛的研究來提高正極活性物質和負極活性物質的這些特性。
在目前可以獲得的用於負極的活性物質中，鋰金屬具有高單位質量的電容量以及高電負性。因而，鋰金屬可以很好地適用在高容量且高電壓電池單元中。然而，由於使用鋰金屬的電池的安全性難以確保，所以使用其他能夠可逆地脫嵌和嵌入鋰的物質作為可再充電鋰電池中的負極活性物質。
鋰可充電電池是因為在正極和負極上鋰離子的嵌入/脫嵌過程中化學電勢的變化而產生電能的。鋰可充電電池使用在充電和放電反應過程中可逆地嵌入或脫嵌鋰離子的正極活性物質和負極活性物質。鋰可充電電池還包括位於正極和負極之間的有機電解質或聚合物電解質。
電解質可以包括具有高介電常數的環狀碳酸酯(例如碳酸亞丙酯、碳酸乙烯丙烯酯等)和具有低粘度的鏈狀碳酸酯(例如碳酸二乙酯、碳酸甲基乙基丙烯酯、碳酸二甲酯等)。電解質可以包括含有環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的混合溶劑。
然而，這種電解質容易在電活性電極上分解，而且分解產物會增大電池的內阻。因此，電池的充電和放電特性惡化並且循環壽命降低。
提供該背景技術部分公開的信息是為了增強對本發明的理解，並且可以包含不是現有技術或者本領域技術人員已知的信息。
發明內容在本發明的一個示例性實施方案中，可再充電鋰電池具有改進的低溫特性。
根據本發明的另一個實施方案，可再充電鋰電池包括電解質、負極和正極。在一個實施方案中，電解質包括鋰鹽、含有碳酸亞乙酯-基化合物的非水有機溶劑和焦碳酸酯-基添加劑。在另一個實施方案中，負極包括具有結晶碳芯(crystalline-based carbon core)和包圍在結晶碳芯周圍的無定形碳殼(amorphous-based carbon shell)的負極活性物質。正極包括正極活性物質。
結合附圖，參考下面的詳細描述將更好的理解本發明的上述特徵。
圖1為根據本發明一個實施方案的可再充電鋰電池的示意截面圖；圖2為根據實施例1到3和對比例1和2製備的可再充電鋰電池的低溫電阻的降低效果曲線圖。
具體實施方式現將參照附圖對本發明的示例性實施方案進行說明。
為了研發大尺寸有商業前景的電池，除了循環壽命特性之外，提高低溫下的功率輸出也是很重要的。具體地，包含碳酸亞乙酯-基電解質體系的可再充電鋰電池在低溫時的功率輸出非常低。低溫時的功率輸出受電極表面上形成的固體電解質界面SEI層影響，而不是受電解質的離子傳導率影響。
根據本發明的一個實施方案，可再充電鋰電池包括電解質，該電解質包含用於降低低溫時SEI層的電阻的焦碳酸酯-基化合物添加劑。該鋰電池中在與電解質接觸的負極活性物質表面上還可以包括無定形碳。該無定形碳是殼，防止與電解質發生反應並且降低負極的不可逆容量。這樣可以獲得具有高容量的電池。
根據本發明一個實施方案的可充電電池包括含有鋰鹽和非水有機溶劑的電解質，非水有機溶劑包括碳酸亞乙酯-基化合物和焦碳酸酯-基添加劑。該鋰電池還包括含有正極活性物質的正極和含有負極活性物質的負極，該負極包括結晶碳芯和包圍結晶碳芯的無定形碳殼。
根據本發明的一個實施方案，電解質包括鋰鹽、包含碳酸亞乙酯-基化合物的非水有機溶劑和焦碳酸酯-基添加劑。將鋰鹽溶解在非水有機溶劑中以提供電池中的鋰離子。鋰鹽促進可再充電鋰電池的基本操作，並且促使鋰離子在正極和負極之間移動。合適的鋰鹽的非限制性實例包括LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2(CxF2y+1SO2))(其中x和y為自然數)、LiCl、LiI和硼酸二草酸合鋰(lithium bis(oxalato)borate)。在一個實施方案中，鋰鹽的濃度為約0.1M至約2.0M。當鋰鹽的濃度低於約0.1M時，電解質性能因其離子導電率而惡化。當鋰鹽的濃度大於約2.0M時，鋰離子的流動性因電解質粘度的增大而降低。
非水有機溶劑用作使參與電池電化學反應的離子移動的介質。在一個實施方案中，非水有機溶劑包括碳酸亞乙酯-基化合物。合適的碳酸亞乙酯類化合物的非限制性實例包括由下述式1表示的化合物及其組合。
式1中，X和Y均單獨地選自氫、滷素、氰基(CN)、硝基(NO2)和C1～C5滷烷基。X和Y中的至少一個選自滷素、氰基(CN)、硝基(NO2)和C1～C5滷烷基。在一個實施方案中，所述滷烷基為氟烷基。
根據一個實施方案，碳酸亞乙酯-基化合物選自碳酸亞乙酯、碳酸氟亞乙酯、碳酸二氟亞乙酯、碳酸氯亞乙酯、碳酸二氯亞乙酯、碳酸溴亞乙酯、碳酸二溴亞乙酯、碳酸硝基亞乙酯、碳酸氰基亞乙酯及其組合。例如，在一個實施方案中，碳酸亞乙酯-基化合物為碳酸氟亞乙酯。
在一個實施方案中，碳酸亞乙酯-基化合物的含量按電解質的總重量計為約10wt％至約60wt％。在另一個實施方案中，碳酸亞乙酯-基化合物的含量按電解質的總重量計為約15wt％至約40wt％。當碳酸亞乙酯-基化合物的含量低於約10wt％時，負極表面上形成的膜不充分，並且循環壽命特性惡化。當碳酸亞乙酯-基化合物的含量大於60wt％時，電解質粘度太高，並且循環壽命惡化。
根據本發明的另一個實施方案，除了碳酸亞乙酯-基化合物之外，非水有機溶劑還可以包括鏈狀碳酸酯-基化合物。適合的鏈狀碳酸酯-基化合物的非限制性實例包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、丁酸乙酯、丁酸甲酯及其組合。
當電解質還包括鏈狀碳酸酯-基化合物時，可以約1∶1至約1∶9的體積比提供碳酸亞乙酯-基化合物和鏈狀碳酸酯-基化合物的混合物。當體積比在該範圍內時，電解質性能得到提高。
焦碳酸酯-基添加劑比碳酸亞乙酯-基非水有機溶劑更容易和更快地還原和分解，進而在負極表面形成SEI層。所得到的包含焦碳酸酯-基添加劑的SEI層降低了低溫時的電阻，其電阻比通過碳酸亞乙酯-基非水有機溶劑分解而形成的SEI層的電阻低。
在一個實施方案中，焦碳酸酯-基添加劑可以包括由下述式2表示的化合物及其組合。
在式2中，R1和R2均單獨地選自C1～C16烷基和C1～C16滷烷基。
適合的焦碳酸酯-基添加劑的非限制性實例包括焦碳酸二甲酯、焦碳酸二乙酯、焦碳酸甲乙酯、焦碳酸甲丙酯、焦碳酸甲丁酯、焦碳酸甲癸酯、焦碳酸乙基十二烷基酯、焦碳酸乙基十六烷基酯、焦碳酸二(2-乙基己基)酯、焦碳酸二叔丁酯及其組合。
在本發明的一個實施方案中，在上述式2中，R1和R2均單獨地選自C1和C2烷基。合適用於該實施方案的焦碳酸酯-基添加劑的非限制性實例包括焦碳酸二甲酯、焦碳酸二乙酯和焦碳酸甲乙酯。
根據一個實施方案，焦碳酸酯-基添加劑的含量按電解質的總重量計為約0.01wt％至約5wt％。在另一個實施方案中，焦碳酸酯-基添加劑的含量按電解質的總重量計為約0.5wt％至約3wt％。當焦碳酸酯-基添加劑的量低於約0.01wt％時，難以充分地降低低溫時的電阻。另一方面，當焦碳酸酯-基添加劑的量大於大約5wt％時，焦碳酸酯-基添加劑自身分解產生CO2，並且CO2使電池容量惡化。
在本發明的另一個實施方案中，除了焦碳酸酯-基添加劑之外，電解質還可以包括通常用於提高電池特性的任何常規添加劑。
根據本發明的另一個實施方案，負極包括負極活性物質，該負極活性物質包括結晶碳芯和包圍結晶碳芯的無定形碳殼。
負極活性物質的製備方法的一個實施方案包括混合結晶碳和無定形碳前體以將它們化學結合在一起；除去沒有參與化學結合反應的結晶碳前體；利用化學結合反應製備石墨和無定形碳前體；及對石墨和無定形碳前體化合物進行加熱。
根據一個實施方案，結晶碳可以包括天然石墨或人造石墨。在一個實施方案中，例如結晶碳包括天然石墨。在另一個實施方案中，結晶碳可以包括任何合適形狀的石墨，例如球體、薄片或纖維。例如，在一個實施方案中，結晶碳包括球狀石墨。
在選擇結晶碳時，不考慮類型或充放電效率，碳材料應當具有高容量和高能量密度。
根據本發明的另一個實施方案，無定形碳前體可以包括硬碳前體或軟碳前體。適合的硬碳前體的非限制性實例包括聚醯亞胺樹脂、呋喃樹脂、苯酚樹脂、聚乙烯醇樹脂、纖維素樹脂、環氧樹脂和聚苯乙烯樹脂。合適的軟碳前體的非限制性實例包括油類材料，例如石油瀝青、煤瀝青和低分子量重油。
根據一個實施方案，將無定形碳前體溶解在有機溶劑例如四氫呋喃、醇如甲醇或水溶液中製成溶液。然後，將結晶碳與溶液混合併且混合物進行回流反應。通過過濾回流溶液，將沒有參與回流反應形成化學結合的剩餘無定形碳前體除去，從而製得負極活性物質的前體粉末。在大約700℃至約1400℃的溫度下對負極活性物質前體粉末進行加熱，從而製得包含結晶碳芯和無定形碳殼的負極活性物質。
根據一個實施方案，負極活性物質的結晶碳芯的平均粒徑在大約5μm至約30μm的範圍內。在另一個實施方案中，結晶碳芯的平均粒徑為大約5μm至約25μm的範圍內。平均粒徑小於5μm時，最終活性物質尺寸太小並且在充放電過程中可能發生副反應。當平均粒徑大於30μm時，活性物質尺寸太大，以至於在製造電極板時不能獲得足夠高的填充密度。
根據本發明的一個實施方案，當通過X-射線衍射分析測量時，活性物質中結晶碳芯部分的(002)表面的層間距(d002)為約3.35至約3.42。根據另一個實施方案，通過氬離子雷射器拉曼光譜測量1360cm-1處的峰值與1580cm-1處的峰值之比(I1360/I1580)為約0.05至約0.4。
根據另一個實施方案，無定形類碳殼的平均厚度為約10至約3000。在另一個實施方案中，無定形類碳殼的平均厚度為約10至約2000。當該殼的平均厚度低於約10時，無定形類碳層的厚度對於在結晶碳芯和非水有機溶劑之間發生的反應來說是不夠的，由此可能使電池容量惡化。當該殼的平均厚度大於約3000時，結晶碳芯的相對量太小，並且包括活性物質的電池的電壓平臺會惡化。
根據本發明的一個實施方案，當通過X-射線衍射分析測量時，負極活性物質中無定形類碳殼部分的(002)表面的層間距(d002)為約3.34至約3.80。在另一個實施方案中，該間距(d002)為約3.34至約3.70。根據本發明的另一個實施方案，通過氬離子雷射器拉曼光譜測量1360cm-1處的峰值與1580cm-1處的峰值之比(I1360/I1580)為約0.3至約1.5。
根據一個實施方案，負極可以通過包括下述步驟的方法製備混合負極活性物質、粘結劑和任選導電劑製得漿料組合物，然後在集電體如銅箔上塗布該漿料組合物。
在一個實施方案中，正極包括由能夠可逆地嵌入和脫嵌鋰離子的化合物(鋰夾層化合物)、能夠通過可逆地與鋰反應而產生含鋰化合物的化合物及其組合中選出的正極活性物質。在一個實施方案中，正極活性物質包括鈷、錳、鎳、鋰複合氧化物及其組合中的一種。適合的鋰複合氧化物的非限制性實例包括由下述式3到20表示的含鋰化合物。
LiNiO2(3)LiCoO2(4)LiMnO2(5)LiMn2O4(6)LiaNibBcMdO2(7)其中0.90≤a≤1.1、0≤b≤0.9、0≤c≤0.5和0.001≤d≤0.1，
LiaNibCocMndMeO2(8)其中0.90≤a≤1.1、0≤b≤0.9、0≤c≤0.5、0≤d≤0.5和0.001≤e≤0.1，LiaNiMbO2(9)其中0.90≤a≤1.1和0.001≤b≤0.1，LiaCoMbO2(10)其中0.90≤a≤1.1和0.001b≤0.1，LiaMnMbO2(11)其中0.90≤a≤1.1和0.001≤b≤0.1，LiaMn2MbO4(12)其中0.90≤a≤1.1和0.001≤b≤0.1DS2(13)LiDS2(14)V2O5(15)LiV2O5(16)LiEO2(17)LiNiVO4(18)Li3-xF2(PO4)3(0≤x≤3) (19)Li3-xFe2(PO4)3(0≤x≤2) (20)在式3到20中，B為Co或Mn；D為Ti或Mo；E選自Cr、V、Fe、Sc和Y；F選自V、Cr、Mn、Co、Ni和Cu；以及M為選自Al、Cr、Mn、Fe、Mg、La、Ce、Sr、V及其組合的過渡金屬或鑭系元素。
合適的正極活性物質的其他非限制性實例包括無機硫(S8，元素硫)和硫基化合物。適合的硫基化合物的非限制性實例包括Li2Sn(n≥1)、溶解在陰極電解液中的Li2Sn(n≥1)、有機硫化合物和碳-硫聚合物((C2Sx)nx＝2.5到50，n≥2)。
與負極一樣，正極也可以通過包括下述步驟的方法製備混合正極活性物質、粘結劑和任選導電劑製得漿料組合物，然後在集電體上塗布該漿料組合物。
根據本發明一個實施方案的可再充電鋰電池除了正極、負極和電解質以外還可以包括其他組件(如果需要)。例如，可以設置將正極和負極分隔開的隔膜。隔膜可以包括例如由聚烯烴如聚丙烯或聚乙烯構成的微孔膜。
圖1為根據本發明一個實施方案的可再充電鋰電池的截面圖。如圖1中所示，可再充電鋰電池3通過下述步驟製備提供包括正極5、負極6以及位於正極5和負極6之間的隔膜7的電極組件。將電極組件4插入到外殼8中，注入電解質溶液，然後用板11和墊圈12密封外殼。
根據本發明的一個實施方案，可再充電鋰電池使用焦碳酸酯-基化合物，並且在電極板表面上形成的SEI降低了低溫時的電阻，由此提高了功率輸出特性。此外，與電解質接觸的負極活性物質表面(即殼部分)由無定形類碳構成，由此防止活性物質與電解質發生反應，降低了負極的不可逆容量並且獲得高容量電池。
根據本發明的一個實施方案，可充電鋰離子電池可以用作用於驅動設備如混合電動車(HEV)、電動車(EV)、無繩清潔器、摩託車和電動小型摩託車的發動機的能源。此外，該電池可以用作各種電子設備如可攜式電話、行動電話、遊戲機裝置、可攜式電視機、膝上電腦和計算器的能源。
現在參考下面的實施例對本發明進行說明。提供這些實施例僅僅是出於說明的目的，而不是要限制本發明的範圍。
實施例1將20g無定形碳前體苯酚樹脂溶解在有機溶劑四氫呋喃中製成濃度為20％的溶液。將100g結晶碳天然石墨粉末混合在該溶液中。使混合溶液進行回流反應並且過濾，從而製得負極活性物質前體粉末。將該負極活性物質前體在1000℃下加熱2小時，從而製得負極活性物質。
將90g得到的負極活性物質與10g濃度為8％的聚偏氟乙烯粘結劑和溶劑N-甲基-2-吡咯烷酮均勻地混合，從而製得漿料。將該漿料塗布在5.1cm寬、178μm厚的銅箔上，乾燥，壓制，然後切成一定大小製得負極。
將94g正極活性物質LiCoO2、3g Super-P導電物質和3g聚偏氟乙烯(PVDF)粘結劑溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮中，從而製得正極活性物質漿料。將該漿料塗布在4.9cm寬、147μm厚的Al箔上，乾燥，壓制，然後切成一定大小製得正極。
在正極和負極之間放置聚乙烯膜並且卷繞，從而製得電極組件。將電極組件插入到電池外殼中，然後在減壓條件下將液體電解質溶液注入到電池外殼中，從而製得電池單元。對於電解質溶液，將1.15M LiPF6加到溶解有1wt％焦碳酸二甲酯的碳酸亞乙酯與碳酸二甲酯(體積比為3∶7)的混合溶劑中。
對比例1將20g無定形碳前體苯酚樹脂溶解在有機溶劑四氫呋喃中製備濃度為20％的溶液。
將100g結晶碳天然石墨粉末混合在該溶液中。使混合溶液進行回流反應並且過濾，從而製得負極活性物質前體粉末。將該負極活性物質前體在1000℃下加熱2小時，從而製得負極活性物質。
將90g得到的負極活性物質與10g濃度為8％的聚偏氟乙烯粘結劑和溶劑N-甲基-2-吡咯烷酮均勻地混合，從而製得漿料。將該漿料塗布在5.1cm寬、178μm厚的銅箔上，乾燥，壓制，然後切成一定大小製得負極。
將94g正極活性物質LiCoO2、3g Super-P導電物質和3g聚偏氟乙烯(PVDF)粘結劑溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮中，從而製得正極活性物質漿料。將該漿料塗布在4.9cm寬、147μm厚的Al箔上，乾燥，壓制，然後切成一定大小製得正極。
在正極和負極之間放置聚乙烯膜並且卷繞，從而製得電極組件。將電極組件插入到電池外殼中，然後在減壓條件下將液體電解質溶液注入到電池外殼中，從而製得電池單元。對於電解質溶液，將1.15M LiPF6加到溶解有1wt％焦碳酸二甲酯的碳酸亞乙酯與碳酸二甲酯(30∶70體積比)的混合溶劑中。
實施例2～5和對比例2～5如下表1中所示，改變負極活性物質和電解質的組成和含量，從而製得實施例2到5的可再充電鋰電池。
在下表1中，EC表示碳酸亞乙酯，DMC表示碳酸二甲酯，DMPC表示焦碳酸二甲酯，FEC表示碳酸氟代亞乙酯，以及MCF表示介晶(meso)碳纖維。
表1
對根據實施例1和2以及對比例1製備的可再充電鋰電池測量在-30℃的溫度下60％SOC條件下1MHz到10mHz掃描時的AC阻抗。結果示於圖2中。
在圖2中的曲線圖中，交叉點表示電池的阻抗，半圓表示電極板表面上形成的SEI引發的阻抗。半圓的直徑越小，SEI引起的電阻越大。
如圖2中所示，與根據對比例1和2相比，根據實施例1到3製備的包括焦碳酸添加劑的可再充電鋰電池對電荷移動具有非常低的阻抗。還示出根據實施例2和3製備的包括3wt％和5wt％焦碳酸酯的可再充電鋰電池電阻比根據實施例1製備的可再充電鋰電池電阻低。根據這些結果，通過增大焦碳酸類添加劑的量能夠實現更低的電阻。
根據本發明的一個實施方案，可再充電鋰電池已經降低了低溫時的電阻，由此增大了功率輸出。此外，通過防止負極活性物質和電解質之間的反應，由此降低負極的不可逆容量，從而可再充電鋰電池獲得了高容量。
雖然結合一定的示例性實施方案對本發明進行了說明和描述，但是本領域技術人員應當理解，在不脫離附帶權利要求
限定的本發明精神和範圍的情況下，可以對描述的實施方案進行各種變形和改動。
權利要求
1.一種可再充電鋰電池，其包括電解質，該電解質包括包含碳酸亞乙酯-基化合物的非水有機溶劑、焦碳酸酯-基添加劑和鋰鹽；包括負極活性物質的負極，該負極活性物質包含結晶碳芯和包圍結晶碳芯的無定形碳殼；以及包括正極活性物質的正極。
2.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述碳酸亞乙酯-基化合物由式1表示 其中X和Y均單獨地選自氫、滷素、氰基(CN)、硝基(NO2)和C1～C5滷烷基，並且X和Y中至少有一個選自滷素、氰基(CN)、硝基(NO2)和C1～C5滷烷基。
3.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述碳酸亞乙酯-基化合物在電解質中的含量按電解質的總重量計為約10wt％至約60wt％。
4.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述碳酸亞乙酯-基化合物在電解質中的含量按電解質的總重量計為約15wt％至約40wt％。
5.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述非水有機溶劑還包括鏈狀碳酸酯-基化合物。
6.根據權利要求
5的可再充電鋰電池，其中所述碳酸亞乙酯-基化合物和鏈狀碳酸酯-基化合物在電解質中的體積比為約1∶1至約1∶9。
7.根據權利要求
5的可再充電鋰電池，其中所述鏈狀碳酸酯-基化合物選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、丁酸乙酯、丁酸甲酯及其組合。
8.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述焦碳酸酯-基添加劑由式2表示 其中R1和R2均單獨地選自C1～C16烷基和C1～C16滷烷基。
9.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述焦碳酸酯-基添加劑選自焦碳酸二甲酯、焦碳酸二乙酯、焦碳酸甲乙酯、焦碳酸甲丙酯、焦碳酸甲丁酯、焦碳酸甲癸酯、焦碳酸乙基十二烷基酯、焦碳酸乙基十六烷基酯、焦碳酸二(2-乙基己基)酯、焦碳酸二叔丁酯及其組合。
10.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述焦碳酸酯-基添加劑在電解質中的含量按電解質的總重量計為約0.01wt％至約5wt％。
11.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述焦碳酸酯-基添加劑在電解質中的含量按電解質的總重量計為約0.5wt％至約3wt％。
12.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述鋰鹽選自LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CxF2y+1SO2)(其中x和y為自然數)、LiCl、LiI、硼酸二草酸合鋰及其組合。
13.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述結晶碳芯選自天然石墨和人造石墨。
14.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述正極活性物質包括能夠可逆地嵌入和脫嵌鋰離子的化合物。
15.根據權利要求
1的可再充電鋰電池，其中所述正極活性物質選自由式3到20表示的含鋰化合物LiNiO2(3)LiCoO2(4)LiMnO2(5)LiMn2O4(6)LiaNibBcMdO2(7)其中0.90≤a≤1.1、0≤b≤0.9、0≤c≤0.5和0.001≤d≤0.1，LiaNibCocMndMeO2(8)其中0.90≤a≤1.1、0≤b≤0.9、0≤c≤0.5、0≤d≤0.5和0.001≤e≤0.1，LiaNiMbO2(9)其中0.90≤a≤1.1和0.001≤b≤0.1，LiaCoMbO2(10)其中0.90≤a≤1.1和0.001≤b≤0.1，LiaMnMbO2(11)其中0.90≤a≤1.1和0.001≤b≤0.1，LiaMn2MbO4(12)其中0.90≤a≤1.1和0.001≤b≤0.1DS2(13)LiDS2(14)V2O5(15)LiV2O5(16)LiEO2(17)LiNiVO4(18)Li3-xF2(PO4)3(0≤x≤3) (19)Li3-xFe2(PO4)3(0≤x≤2) (20)其中B選自Co和Mn；D選自Ti和Mo；E選自Cr、V、Fe、Sc和Y；F選自V、Cr、Mn、Co、Ni和Cu；以及M選自Al、Cr、Mn、Fe、Mg、La、Ce、Sr、V及其組合。
16.一種製備負極活性物質的方法，該方法包括混合結晶碳和無定形碳前體；使結晶碳和無定形碳前體彼此化學結合，形成石墨和無定形碳前體的複合物；除去沒有結合到結晶碳上的無定形碳前體；以及對石墨和無定形碳前體的複合物進行加熱。
17.根據權利要求
16的方法，其中所述無定形碳前體包括硬碳前體和軟碳前體，其中硬碳前體選自聚醯亞胺樹脂、呋喃樹脂、苯酚樹脂、聚乙烯醇樹脂、纖維素樹脂、環氧樹脂和聚苯乙烯樹脂，以及其中軟碳前體選自石油瀝青、煤瀝青和低分子量重油。
18.根據權利要求
16的方法，其中所述加熱步驟在約700℃至約1400℃的溫度下進行。
專利摘要
本發明提供一種可再充電鋰電池。該電池包括電解質，該電解質包含鋰鹽，包括碳酸亞乙酯－基化合物的非水有機溶劑，及焦碳酸酯－基添加劑；包括負極活性物質的負極，該負極活性物質包含結晶碳芯和包圍結晶碳芯的無定形碳殼；以及包括正極活性物質的正極。
文檔編號C01B31/02GK1992420SQ200610064192
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月30日
發明者金賢碩, 申憲澈 申請人:三星Sdi株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan