锂二次电池制造技术

本发明专利技术公开了一种锂二次电池，其包括正极和与该正极相对设置的负极，该正极包括正极集流体和形成在该正极集流体上的正极活性物质层，该正极集流体包含在该正极集流体的纵向上从其一端突出的正极极耳，其中该正极活性物质层包括与该正极集流体上的正极极耳间隔设置的第二正极部，以及与该正极集流体上的正极极耳相邻设置并且具有与该第二正极部的电极密度相比更高的电极密度的第一正极部。可以通过控制正极极耳边缘部分的电极密度来提高锂二次电池的寿命特性。次电池的寿命特性。

【技术实现步骤摘要】
锂二次电池


[0001]本专利技术涉及一种锂二次电池，并且更具体地，涉及一种包括包含用于锂二次电池的锂金属氧化物基正极活性物质的正极的锂二次电池。

技术介绍

[0002]二次电池是可以重复充电和放电的电池。随着信息和通信、显示产业的迅速发展，二次电池已广泛应用于如摄像机、移动电话、笔记本电脑等的各种便携式电子设备而作为其电源。近来，包括二次电池的电池组也已被开发并应用于如混合动力汽车的环保汽车而作为其电源。
[0003]二次电池的实例可以包括锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等。其中，锂二次电池的工作电压和每单位重量的能量密度高，并且在充电速度和重量轻方面是有利的。就此而言，锂二次电池已经被积极开发并应用作为电源。
[0004]例如，在锂二次电池的充电和放电期间，由于锂离子移动速度的不同，锂离子可能会析出(precipitated)。因此，二次电池的寿命特性和运行可靠性可能会降低。
[0005]例如，韩国专利登记公布第10
‑
0548988号公开了一种锂二次电池，但在保证足够的寿命特性和稳定性方面存在局限性。
[0006][现有技术文献][0007][专利文献][0008]韩国专利登记公布第10
‑
0548988号

技术实现思路

[0009]本专利技术的一个目的是提供一种具有优异的运行稳定性和可靠性的锂二次电池。
[0010]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种锂二次电池，其包括：正极，所述正极包括包含从其一端突出的正极极耳的正极集流体和形成在所述正极集流体上的正极活性物质层；和与所述正极相对设置的负极，其中所述正极活性物质层可以包括：第一正极部，所述第一正极部在平面方向上(in the planar direction)与所述正极极耳相邻设置；和第二正极部，所述第二正极部在平面方向上与所述正极极耳间隔开，所述第一正极部插入所述第二正极部和所述正极极耳之间，并且所述第二正极部具有比所述第一正极部的电极密度低的电极密度。
[0011]在一些实施方案中，由以下等式1定义的正极密度差为1.5％至6％：
[0012][等式1][0013][0014](在等式1中，D
dP
是正极密度差，D
1P
是第一正极部的电极密度，D
2P
是第二正极部的电极密度)。
[0015]在一些实施方案中，负极可以包括：包含从其一端突出的负极极耳的负极集流体
和形成在所述负极集流体上的负极活性物质层，其中，所述负极活性物质层可以包括：第一负极部，所述第一负极部在平面方向上与所述负极极耳相邻设置；和第二负极部，所述第二负极部在平面方向上与所述负极极耳间隔开，所述第一负极部插入所述第二负极部和所述负极极耳之间，并且所述第二负极部具有比所述第一负极部的电极密度低的电极密度。
[0016]在一些实施方案中，由以下等式2定义的负极密度差可以为1.5％至6％：
[0017][等式2][0018][0019](在等式2中，D
dN
是负极密度差，D
1N
是第一负极部的电极密度，D
2N
是第二负极部的电极密度)。
[0020]在一些实施方案中，所述第一正极部和所述第二负极部可以在厚度方向上相互重叠，并且所述第二正极部和所述第一负极部可以在厚度方向上相互重叠。
[0021]在一些实施方案中，在平面方向上，所述第一正极部的长度与所述第二负极部的长度相同，并且所述第二正极部的长度与所述第一负极部的长度相同。
[0022]在一些实施方案中，所述正极极耳和所述负极极耳可以在平面方向上沿彼此相反的方向突出。
[0023]在一些实施方案中，所述第一正极部的长度可以小于或等于所述第二正极部的长度，并且所述第二负极部的长度可以小于或等于所述第一负极部的长度。
[0024]在一些实施方案中，所述第一正极部的厚度可以小于所述第二正极部的厚度，并且所述第二负极部的厚度可以大于所述第一负极部的厚度。
[0025]所述锂二次电池可以进一步包括设置在所述正极活性物质层和所述负极活性物质层之间的隔膜，其中所述隔膜可以包括：第一部，所述第一部设置在所述第一正极部和所述第二负极部之间；第二部，所述第二部设置在所述第二正极部和所述第一负极部之间；和在所述第一部和所述第二部之间的阶梯部(stepped portion)。
[0026]在一些实施方案中，所述阶梯部可以与所述第二正极部和所述第二负极部的侧壁接触。
[0027]在一些实施方案中，所述第一正极部的电极密度可以为3.6克/立方厘米(g/cc)以下，并且所述第一负极部的电极密度可以为1.7克/立方厘米以下。
[0028]根据上述示例性实施方案的锂二次电池可以包括在正极极耳边缘部分(peripheral part)具有相对较高的电极密度的正极。在这种情况下，在正极极耳边缘部分处的正极电阻增加，使得在正极中的锂离子的移动速度会减少。因此，可以防止锂离子以过快的速度向负极移动而引起的锂析出现象。此外，通过整体上实现锂离子的均匀的(uniform)移动速度，可以抑制在二次电池的充电和放电期间的膨胀现象。
[0029]在示例性实施方案中，锂二次电池可以包括在正极极耳边缘部分具有相对低的电极密度的负极。在这种情况下，在正极极耳边缘部分处的负极电阻降低，从而可以提高负极中的锂离子的极限(limit)移动速度。因此，可以防止在负极中锂离子以超过极限移动速度移动而导致锂析出现象(lithium precipitation phenomenon)。
[0030]在一些实施方案中，锂二次电池可以包括包含阶梯部的隔膜。因此，可以使锂二次电池的厚度增加最小化，并且可以实现上述提高寿命特性的效果。
附图说明
[0031]根据以下结合附图的详细说明，将更清楚地理解本专利技术的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
[0032]图1为示出根据示例性实施方案的电极的示意性平面图；
[0033]图2为示出根据示例性实施方案的电极堆叠结构的示意性横截面图；
[0034]图3为示出根据示例性实施方案的锂二次电池的示意性平面图。
具体实施方式
[0035]本专利技术的实施方案提供一种锂二次电池，其包括正极，该正极包括具有不同电极密度的部分的正极活性物质。
[0036]在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的实施方案。然而，这些实施方案仅仅是实例，并且本专利技术不限于作为实例描述的具体实施方案。
[0037]图1为示出根据示例性实施方案的电极的示意性平面图。具体地，图1为示出根据示例性实施方案的正极和负极的示意性平面图。在图1中，为了便于描述，单个正极和负极以在平面方向上彼此隔开的方式而示出。包括正极和负极的电极堆叠结构如图2所示。
[0038]图2为示出根据示例性实施方案的电极堆叠结构的示意性横截面图。具体地，图2为示出其中正极和负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂二次电池，其包括：正极，所述正极包括包含从其一端突出的正极极耳的正极集流体和形成在所述正极集流体上的正极活性物质层；和与所述正极相对设置的负极,其中所述正极活性物质层包括：第一正极部，所述第一正极部在平面方向上与所述正极极耳相邻设置；和第二正极部，所述第二正极部在平面方向上与所述正极极耳间隔开，所述第一正极部插入所述第二正极部和所述正极极耳之间，并且所述第二正极部具有比所述第一正极部的电极密度低的电极密度。2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，由以下等式1定义的正极密度差为1.5％至6％：[等式1]在等式1中，D
dP
是正极密度差，D
1P
是第一正极部的电极密度，D
2P
是第二正极部的电极密度。3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述负极包括：包含从其一端突出的负极极耳的负极集流体；和形成在所述负极集流体上的负极活性物质层，其中，所述负极活性物质层包括：第一负极部，所述第一负极部在平面方向上与所述负极极耳相邻设置；和第二负极部，所述第二负极部在平面方向上与所述负极极耳间隔开，所述第一负极部插入所述第二负极部和所述负极极耳之间，并且所述第二负极部具有比所述第一负极部的电极密度低的电极密度。4.根据权利要求3所述的锂二次电池，其中，由以下等式2定义的负极密度差为1.5％至6％：[等式2]在等式2中，D
dN
是负极密度差，D
1N
是第一负极部的电极密度，D<...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜熙京，文棋铉，朴昭炫，李美玲，李钟爀，全澯映，黄海淑，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：