[发明专利]可再充电锂电池

说明书

技术领域

本发明的各方面涉及一种可再充电锂电池，更具体地，本发明的各方面 涉及循环寿命优异的可再充电锂电池。

背景技术

因为已知包括非水电解液的锂二次电池能够产生高电压，并且具有高能 量密度和良好的储存特性、以及在低温下的操作性良好，所以锂二次电池被 广泛用于便携式个人电子设备。相应地，已继续开发高容量电池而用作电子 设备的电源。

为了提供高容量电池，已经开发如Si、Sn和Al等金属材料作为新材料 来替代碳类负极活性材料。然而，与包括碳类负极的锂电池相比，包括非碳 类负极的可再充电锂电池通常具有改善的容量，但通常体现较差的循环寿 命。例如，将这些金属材料用作负极活性材料的高容量电池还未被商业化， 这是因为在充电-放电循环期间，Si、Sn、Al等金属容易与锂形成合金并经 受体积膨胀和收缩而导致粉化。由此，可能会恶化电池的循环寿命。

因此，已提出将非晶态合金用作负极活性材料以改善循环寿命特性。非 晶态Si氧化物合金材料与结晶态合金材料相比，具有相对较高的初始容量 保持率，但在反复充电和放电循环后，其容量保持率可能会急剧降低。

另外，韩国专利公开No.2006-41828中公开了包括诸如4-氟亚乙基碳酸 酯的含卤碳酸酯的电解液，该电解液改善了包括非碳类负极的电池的循环寿 命特性，但改善有限。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种具有优异的循环寿命特性的可再充 电锂电池。

根据本发明的实施方式，可再充电锂电池包括：包含非碳类负极活性材 料的负极；包含可逆地嵌入和解嵌锂离子的正极活性材料的正极；以及包含 非水有机溶剂、包括LiPF₆的锂盐以及添加剂的电解液，其中所述非水有机 溶剂包含有相对其总体积占20体积％或者更低的碳酸亚乙酯，所述添加剂 包括由以下通式1表示的第一添加剂和包含LiB(C₂O₄)₂的第二添加剂。所述 电解液具有3.02cP或者更低的粘度。

[化学通式1]

在上述通式1中，R₁和R₂独立地选自由氢、卤素、氰基(CN)、硝基 (NO₂)以及C1～C5的氟烷基构成的组，并且R₁和R₂至少之一选自由卤 素、氰基(CN)、硝基(NO₂)以及C1～C5的氟烷基构成的组。

在非碳类负极和电解液的界面上的稳定的钝化膜改善了可再充电锂电 池的循环寿命特性。

在以下的说明书中将会部分地阐述本发明的其它方面和/或优点，部分 从说明书中是显而易见的，或者可以通过本发明的实践而了解。

附图说明

结合附图，从以下实施方式的描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点 会变得显而易见并更容易理解。

图1为根据本发明的一个实施方式的可再充电锂电池的示意图；

图2为表示根据实施例1和对比例1～3的可再充电锂电池的容量保持 率；

图3A为表示位于根据实施例1的负极表面上的钝化膜的扫描电子显微 镜(SEM)图像；

图3B为表示位于根据对比例1的负极表面上的钝化膜的扫描电子显微 镜(SEM)图像。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的实施方式，其实施例被例示在附图中，其中， 相同的附图标记在全文中指代相同的元件。为了说明本发明，下面参考附图 对实施方式进行描述。

根据本发明的一个实施方式，该电解液包含非水有机溶剂、包括LiPF₆的锂盐、由以下通式1表示的第一添加剂和第二添加剂LiB(C₂O₄)₂，其中非 水有机溶剂包含有相对其总体积占20体积％或者更低的碳酸亚乙酯。所述 电解液具有3.02cP或者更低的粘度。

[化学通式1]