[发明专利]锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种确保优异的安全性且抑制高温下的膨胀现象的锂二次电池。

本申请要求于2013年9月30日在韩国提交的第10-2013-0116487号韩国专利申请的优先权，其公开内容在此通过引用的方式纳入本说明书中。

另外，本申请还要求于2014年9月30日在韩国提交的第10-2014-0131487号韩国专利申请的优先权，其公开内容在此通过引用的方式纳入本说明书中。

背景技术

近年来，人们对能量储存技术的关注越来越高。随着能量储存技术的应用领域已拓展至移动电话、摄像机、笔记本电脑以及甚至是电动汽车，对于用作电子器件电源的高能密度电池的需求持续增加。按照需求，目前正对最能满足上述要求的锂二次电池进行广泛研究和开发。

在现有的二次电池中，在20世纪90年代早期研发的锂二次电池包括：由可嵌入/脱嵌锂离子的碳材料制成的负极(anode)、含锂氧化物制成的正极(cathode)、及将合适量的锂盐溶解在混合有机溶剂中的非水性电解液(non-aqueous electrolyte solution)。

由于锂二次电池广泛地用于各种不同的应用中，因此锂二次电池需要在苛刻环境诸如高温或低温环境中使用的情况不断增加。

然而，存在如下问题：当锂二次电池以完全充电的状态储存在高温下时，用作正极活性材料的锂过渡金属氧化物或复合氧化物因其从正极上脱金属(demetallization)而变为热不稳定。

此外，目前广泛用作非水性电解液的有机溶剂包括：碳酸亚乙酯、碳酸异丙烯酯、二甲氧基乙烷、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或乙腈，通常，就这些有机溶剂而言，在高温下长期储存时，由于电解液的氧化导致气体生成，从而可使电池的稳定结构发生变形；或者由于过充电或过放电而产生内发热时，严重时造成内部短路，从而引起电池的燃烧或爆炸。

因此，为了解决这些问题，已经作了各种研究，但到目前为止，仍未提出有效的解决方案，尤其，随着目前对高性能锂二次电池需求的增加，迫切需要其解决方案。

发明内容

技术问题

因此，本发明旨在提供一种具有优异的电化学性能、特别是高电容量的锂二次电池。

本发明还旨在提供一种具有优异的电池性能、尤其能够显著抑制由高温储存期间产生的气体造成的电池膨胀现象的锂二次电池。

技术方案

为了实现上述目的，本发明的锂二次电池包括正极、负极、置于所述正极和负极之间的隔膜(separator)及非水性电解液，其中所述正极包括含有第一正极活性材料Li_xCoO₂(0.5<x<1.3)与第二正极活性材料Li_xM_yO₂(M为Ni_1-a-bMn_aCo_b(0.05≤a≤0.4,0.1≤b≤0.4,0.4≤1-a-b≤0.7)，其中x+y＝2且0.95≤x≤1.05)的混合物的正极活性材料，所述非水性电解液包括可电离的锂盐和有机溶剂，且包括以100重量份的非水性电解液计的下述组分：(a)1重量份至10重量份的含亚乙烯基或乙烯基的化合物；及(b)0.1重量份至10重量份的由以下的化学式1表示的二腈系醚化合物：

[化学式1]

CN-(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-CN

在上述化学式1中，

n和m各自独立地为1至6的整数。

在本发明中，“亚乙烯基”定义为-CH＝CH-，“乙烯基”定义为CH₂＝CH-。

在本发明中，含所述亚乙烯基或所述乙烯基的化合物可单独使用如下化合物或混合两种以上使用：碳酸亚乙烯酯系化合物、含乙烯基的丙烯酸酯系化合物、含乙烯基的磺酸酯系化合物及含乙烯基的碳酸亚乙酯系化合物。更具体而言，通常，所述碳酸亚乙烯酯系化合物的具代表性的例子为碳酸亚乙烯酯，由以下的化学式2表示的含乙烯基的化合物：

[化学式2]

在上述化学式2中，