[发明专利]无内部短路的锂离子二次电池

说明书

本发明提供一种锂离子二次电池，所述锂离子二次电池在电池的单元电池中包含在分子中含有至少一个巯基(‑SH)的化合物。通过包含与铜或铜离子具有良好反应活性的含巯基(‑SH)的化合物，可以防止通过在电池的内部存在的或者在电池的工作期间产生的铜离子的还原而在负极表面形成树枝状晶体。也可以防止由树枝状晶体造成的两个电极之间的内部短路。

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2012年8月28日提交的韩国专利申请10-2012-94363以及于2013年8月23日提交的韩国专利申请10-2013-0100181的优先权，并通过引用将其公开内容并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池，其通过抑制由在电池内部形成树枝状晶体而引起的电池内部短路，确保了电池的制造品质和安全性。

背景技术

通常，与不可充电的原电池不同，对高科技领域如数码相机、蜂窝电话、膝上型计算机、混合动力汽车等中的可充放电的二次电池的开发的研究正在积极地进行。

二次电池包括镍-镉电池、镍-金属氢化物电池、镍-氢电池、锂二次电池等。在这些电池中，锂二次电池具有3.6V以上的工作电压，并且通过将电池串联连接而用作便携式电子装置或高功率混合动力汽车的电源。锂二次电池具有的工作电压比镍-镉电池或镍-金属氢化物电池高三倍，并且每单位重量的能量密度特性良好。因此，锂二次电池以快速增长的速率被使用。

为了保持锂二次电池的制造品质并长期安全地使用电池，必须抑制由铜离子(Cu²⁺)的还原在负极表面形成的树枝状晶体所导致的电池的内部短路。所述铜离子由电池中铜杂质的氧化产生。考虑到单电池的制造品质，通过充电和放电期间由金属离子的还原所产生的树枝状晶体，可能提高单电池的制造期间的缺陷率。

此外，当在制造期间产生的树枝状晶体由于外部压力或震动而产生正极和负极的电连接时，在使用期间单电池的安全性和稳定性会劣化。在单电池的使用期间，由于通过额外产生的金属离子的还原而产生树枝状晶体，单电池的安全性和稳定性会大大劣化。因此，必须在锂二次电池中抑制可能在正极和负极之间产生电连接的树枝状晶体的形成。

发明内容

根据本发明的一方面，可通过如下显著地抑制由铜还原造成的树枝状晶体的形成，以及由于树枝状晶体而产生的电池的内部短路：(i)有效地覆盖电池中存在的或者在电池工作期间产生的铜离子，或(ii)提供与铜离子具有良好反应性的材料。

根据本发明的一方面，通过在单元电池中包含与铜离子具有良好反应性的材料，可以提供抑制电池的内部短路且具有改进的单电池的制造品质的锂离子二次电池。

本发明的一方面提供一种锂离子二次电池，所述锂离子二次电池在电池的单元电池中包含在分子中含有至少一个巯基(-SH)的化合物。

在一个实施方式中，可以在构成所述电池的至少一种元件，例如选自电极、隔膜和电解质的至少一种元件中包含所述含有至少一个巯基(-SH)的化合物。

所述电极可包含所述含有至少一个巯基(-SH)的化合物作为电极材料的构成成分或作为电极的涂布成分。

此外，所述电解质可以包含锂盐、电解质溶剂以及所述含有至少一个巯基(-SH)的化合物。此外，基于100重量份的所述电解质的总量，所述含有至少一个巯基(-SH)的化合物的含量可以为约0.01～约10重量份。

所述隔膜可包含所述含有至少一个巯基(-SH)的化合物作为隔膜的构成成分或作为隔膜的涂布成分。

根据本发明，通过在其中发生电池反应的单元电池中使用与铜离子具有良好反应性的含巯基的化合物，可以防止树枝状晶体的形成以及由树枝状晶体造成的电池内部短路的产生，并且可以确认电池的安全性。

具体实施方式