專利名稱：可充電鋰電池的制作方法
技術領域：
下面的描述涉及一種可充電鋰電池。
背景技術：
近來，鋰可充電電池作為小的便攜式電子裝置的電源而受到關注。它們使用有機電解質溶液，從而它們具有高的能量密度以及使用堿性水溶液的傳統電池的兩倍的放電電壓。鋰可充電電池包括正極、負極和電解質。對于可充電鋰電池的正極活性材料，已經研究了能夠嵌入鋰離子的鋰-過渡元素復合氧化物，例如 LiCoO2, LiMn2O4, LiNi1^xCoxO2 (0 < χ < 1)等。對于可充電鋰電池的負極活性材料，已經使用了均能嵌入鋰離子和解嵌鋰離子的各種碳基材料(例如，人造石墨、天然石墨和硬碳)或非碳基材料(例如硅、氧化錫和鋰-釩基氧化物)。另外，可在正極和負極之間設置起到使正極和負極分開的作用的分隔件，分隔件的示例可包括由例如聚乙烯和聚丙烯的電絕緣聚合物制成的聚合物層。
發明內容
本發明實施例的一方面涉及一種具有良好的過充電安全性的可充電鋰電池。根據一個實施例，提供一種可充電鋰電池，所述可充電鋰電池包括正極，包括正極活性材料；負極，包括硅基負極活性材料；電解質，包括鋰鹽和非水有機溶劑；分隔件， 包括聚合物基底和在聚合物基底上的含陶瓷涂層，其中，含陶瓷涂層具有大約50%、大約 90%或大約50%和大約90%之間的孔隙率，含陶瓷涂層具有大約2μπκ大約6μπι或大約 2 μ m和大約6 μ m之間的厚度。可充電鋰電池的每單位體積容量大于或等于大約700Wh/l。含陶瓷涂層可以在聚合物基底的一側上以面對正極。含陶瓷涂層可具有大約60%、大約80%或大約60%和大約80%之間的孔隙率。含陶瓷涂層可具有大約0. 5cc/cc、大約0. 9cc/cc或大約0. 5cc/cc和大約0. 9cc/ CC之間的每單位體積孔隙體積。含陶瓷涂層的陶瓷可包括A1203、MgO、TiO2, Al (OH) 3、Mg (OH)2, Ti (OH) 4或它們的組
口 O所述陶瓷可具有大約50nm、大約500nm或大約50nm和大約500nm之間的平均粒度。含陶瓷涂層還可包括耐熱樹脂，耐熱樹脂從由芳族聚酰胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂和它們的組合組成的組中選擇。聚合物基底可以是使用聚烯烴樹脂制成的基底。
硅基負極活性材料可以是Si、SiOx (0 < χ < 2)、Si-T合金或它們的組合。T從由堿金屬、堿土金屬、第13族元素、第14族元素、過渡金屬、稀土元素以及它們的組合組成的組中選擇，并且T不為Si。非水有機溶劑可包括下面的化學式1的碳酸亞乙酯類有機溶劑，基于非水有機溶劑的總體積，可以以大約10VOl%至大約30vOl%的量包含碳酸亞乙酯類有機溶劑。基于非水有機溶劑的總體積，可以以大約15vol %、大約25vol %或大約15vol %和大約25vol %之間量包含碳酸亞乙酯類有機溶劑。碳酸亞乙酯類有機溶劑可包括碳酸氟代亞乙酯。化學式權利要求
1.一種可充電鋰電池，所述可充電鋰電池包括 正極，包括正極活性材料；負極，包括硅基負極活性材料；電解質，包括鋰鹽和非水有機溶劑；分隔件，包括聚合物基底和在聚合物基底上的含陶瓷涂層，其中，含陶瓷涂層具有50%和90%之間的孔隙率，含陶瓷涂層具有2 μ m和6 μ m之間的厚度，可充電鋰電池的每單位體積容量大于或等于700Wh/l。
2.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，含陶瓷涂層在聚合物基底的一側上。
3.如權利要求2所述的可充電鋰電池，其中，含陶瓷涂層在聚合物基底和正極之間。
4.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，含陶瓷涂層具有60%和80%之間的孔隙率。
5.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，含陶瓷涂層具有0.6cc/cc和0. 8cc/cc之間的每單位體積孔隙體積。
6.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，含陶瓷涂層的陶瓷包括Al203、Mg0、Ti02、 Al (OH) 3、Mg (OH)2, Ti (OH) 4 或它們的組合。
7.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，含陶瓷涂層還包括耐熱樹脂。
8.如權利要求7所述的可充電鋰電池，其中，耐熱樹脂從由芳族聚酰胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂和它們的組合組成的組中選擇。
9.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，聚合物基底包括聚烯烴樹脂。
10.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，含陶瓷涂層的陶瓷具有50nm和500nm之間的平均粒度。
11.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，負極活性材料包括Si、SiOx,Si-T合金或它們的組合，其中，0 < X < 2，T從由堿金屬、堿土金屬、第13族元素、第14族元素、過渡金屬、稀土元素以及它們的組合組成的組中選擇，并且T不為Si。
12.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，可充電鋰電池具有700Wh/l和900Wh/l 之間的每單位體積容量。
13.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，非水有機溶劑包括化學式1的碳酸亞乙酯類有機溶劑
14.如權利要求13所述的可充電鋰電池，其中，取代的烷基是Cl至C5取代的烷基。
15.如權利要求13所述的可充電鋰電池，其中，取代的烷基是其中至少一個氫被氟取代的烷基。
16.如權利要求13所述的可充電鋰電池，其中，基于非水有機溶劑的總體積，以 IOvol%和30VOl%之間的量包含碳酸亞乙酯類有機溶劑。
17.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，非水有機溶劑包括碳酸氟代亞乙酯。
18.如權利要求1所述的可充電鋰電池，其中，非水有機溶劑包括碳酸氟代亞乙酯，基于非水有機溶劑的總體積，以15Vol%和25Vol%之間的量包含碳酸氟代亞乙酯。
全文摘要
本發明公開了一種可充電鋰電池，所述可充電鋰電池包括正極，包括正極活性材料；負極，包括硅基負極活性材料；電解質，包括鋰鹽和非水有機溶劑；分隔件，包括聚合物基底和在聚合物基底上的含陶瓷涂層。含陶瓷涂層具有大約50％、大約90％或大約50％和大約90％之間的孔隙率，含陶瓷涂層具有大約2μm、大約6μm或大約2μm和大約6μm之間的厚度。可充電鋰電池的每單位體積容量大于或等于大約700Wh/l。
文檔編號H01M10/052GK102263285SQ201110044200
公開日2011年11月30日 申請日期2011年2月21日 優先權日2010年5月28日
發明者崔完旭, 文珍嬉, 樸升熙, 李濟玩, 柳在律, 白昌根, 金俊燮, 金英旭 申請人:三星Sdi株式會社