[发明专利]电化学装置

说明书

技术领域

本申请要求于2014年12月26日在韩国提交的韩国专利申请第10-2014-0191038号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。本公开内容涉及一种电化学装置，更具体地说，本公开内容提供一种能够解决因高电压所致由电解液的氧化反应所产生的气体减小了电极表面的反应面积，并进一步增加副反应，从而加速容量劣化的问题的电化学装置。

背景技术

锂二次电池(例如，锂离子电池)、镍氢电池和其它二次电池作为可以安装在车辆上的电源或作为用于诸如笔记本等的便携式终端的电源的重要性正在日益增加。特别地，即使轻量化也可具有高能量密度的锂二次电池可以优选地用作为被安装到车辆上的高输出电源，因此其需求可预计在未来将继续增加。

然而，由于这种高功率锂二次电池在高电压下工作，因而存在着电解液的氧化反应会产生大量气体的问题。为了防止由于这种气体的产生而引起的电池膨胀的问题，美国专利登记号7223502的专利公开了一种使用包含具有不饱和键的羧酸酯和磺酸化合物的电解液来减少气体产生的技术。

此外，韩国专利公开号2011-0083970也公开了一种使用具有包含具有低氧化电位的二氟甲苯化合物的电解液的技术，以防止电解液在高电压状态下分解，从而使得电池不发生膨胀。

同时，韩国专利登记号0760763的专利涉及一种用于高压锂二次电池的电解液，以及通过使用含有卤化联苯和二卤代甲苯作为添加剂的电解液来防止电解液分解的技术，该电解液的氧化反应电位在4.6至5.0V的范围内，以确保锂二次电池在充电过度时的稳定性。

此外，日本特开2005-135906的专利涉及一种包括具有优异充电和放电特性的非水电解液的锂二次电池，以及通过添加过充电抑制剂以使电池在高电压下性能稳定的技术。

然而，上述这些技术根本没有意识到因高电压所致由电解液的氧化反应所产生的气体可能减小电极表面的反应面积，并进一步增加副反应，因此加速容量劣化的问题，且这些技术也没有提出任何针对该问题的解决办法。

[现有技术文件]

[专利文件]

美国专利登记号第7223502号(2007年5月29日登记)；

韩国公开专利第2011-0083970号(2011年7月21日公开)；

韩国专利登记号第0760763号(2007年9月14日登记)；

日本公开专利第2005-135906号(2005年5月26日公开)。

发明内容

技术问题

设计本公开内容来解决上述现有技术的问题，因此，本公开内容涉及提供一种能够解决因高电压所致由电解液的氧化反应所产生的气体减小电极表面的反应面积，并进一步增加副反应，从而加速容量劣化的问题的电化学装置。

技术方案

本公开内容涉及提供一种用于解决上述技术问题的电化学装置。

在本公开内容的第一方面中，提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括：壳体；电极组件，设置在所述壳体的内部，并包括正极和负极以及在所述正极和负极之间插置的隔膜；盖组件，连接到所述壳体的开口顶端并且设置有电流中断装置(current interrupt device，CID)；以及电解液，注入到所述壳体的内部。在此，所述负极包括作为负极活性材料的碳材料。此外，在电化学装置中，根据下述等式2的可用空间体积(EV)相对于根据下述等式1的壳体内的空腔总体积(CV)为0至45体积％。

[等式1]

壳体内的空腔体积(CV)＝壳体内的总体积(AV)-电极组件的体积(BV)

[等式2]

可用空间体积(EV)＝壳体内的空腔体积(CV)-电解液的体积(DV)

在根据第一方面的本公开内容的第二方面中，电化学装置是圆柱型电化学装置。

在根据第一或第二方面的本公开内容的第三方面中，可用空间体积(EV)相对于壳体内的空腔总体积(CV)为5-30体积％。

在根据第一至第三方面中的任一个的本公开内容的第四方面中，电解液的体积(DV)相对于壳体内的空腔总体积(CV)为55-100体积％。

在根据第一至第四方面中的任一个的本公开内容的第五方面中，电解液的体积(DV)是0.5到10cm³。