本發(fā)明涉及一種包含非晶態(tài)正極活性物質(zhì)的鋰二次電池,更具體而言,是關(guān)于鋰離子嵌入-轉(zhuǎn)換反應(yīng)可逆性優(yōu)異的高容量鋰二次電池。
背景技術(shù):
1、近年來,電子設(shè)備便攜化快速發(fā)展,作為其驅(qū)動電源,對小型、輕量且具有高能量密度的二次電池需求日益增長。同時,出于環(huán)境保護考慮,電動汽車和混合動力汽車的開發(fā)與實用化取得進展,使得對作為大型用途且具有優(yōu)異保存特性的鋰離子二次電池的需求顯著增加。在此背景下,以充放電容量大為主要優(yōu)勢的鋰離子二次電池備受關(guān)注。
2、傳統(tǒng)上,適用于4v級高能量型鋰離子二次電池的正極活性物質(zhì)包括:具有尖晶石結(jié)構(gòu)的limn2o4、鋸齒狀層狀結(jié)構(gòu)的limno2、層狀巖鹽結(jié)構(gòu)的licoo2和linio2等。其中,采用linio2的鋰離子二次電池因其高充放電容量而受到特別關(guān)注。然而,這些材料在充電時的熱穩(wěn)定性和循環(huán)性能較差,亟需進一步改進其特性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明目的是提供一種包含非晶態(tài)正極活性物質(zhì)的鋰二次電池,其能夠穩(wěn)定實現(xiàn)鋰離子嵌入-轉(zhuǎn)換反應(yīng)的可逆性。
2、本發(fā)明的另一目的是提供一種電化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異的鋰二次電池。
3、本發(fā)明的又一目的是提供一種具有長期循環(huán)穩(wěn)定性的鋰二次電池。
4、本發(fā)明的另一目的是提供一種包含高容量電極的鋰二次電池。
5、本發(fā)明的目的不限于上述內(nèi)容,未提及的其他目的及優(yōu)點可通過以下說明理解,并通過本發(fā)明的實施例更加明確。此外,本發(fā)明的目的及優(yōu)點可通過權(quán)利要求書中記載的技術(shù)手段及其組合實現(xiàn)。
6、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種二次電池,其特征在于,包含含有過渡金屬基鋰化合物的正極;且所述二次電池的微分容量(dq/dv)-電壓(v)曲線中不存在3.8至4.0v的峰值。
7、在本發(fā)明的實施例中,所述過渡金屬基鋰化合物可包含非晶相(amorphousphase)。
8、在本發(fā)明的實施例中,所述二次電池的微分容量(dq/dv)-電壓(v)曲線可在0.01c至0.5c倍率及25℃條件下,通過第1至第5次循環(huán)獲得。
9、在本發(fā)明的實施例中,所述過渡金屬基鋰化合物可包含以下通式1表示的化合物:
10、[通式1]
11、lixm2-xso4a
12、在通式1中:m為選自fe、mg、ni、co、cr、ti、cu、ca、zn、zr、nb、mo、sr、sb、w及bi中的一種或多種元素;a為鹵素原子;且0.5≤x≤1.5。
13、在本發(fā)明的實施例中,所述過渡金屬基鋰化合物可包含lifeso4f。
14、在本發(fā)明的實施例中,所述過渡金屬基鋰化合物的粒度(d50)可為0.5至3.0μm。
15、在本發(fā)明的實施例中,所述過渡金屬基鋰化合物可包含非晶基質(zhì)及晶粒。
16、在本發(fā)明的實施例中,所述晶粒可包含多個晶粒,且各晶粒的平均尺寸可為4至8nm。
17、在本發(fā)明的實施例中,所述二次電池的微分容量(dq/dv)-電壓(v)曲線可在2.5至2.7v范圍內(nèi)存在第一峰值。
18、在本發(fā)明的實施例中,所述二次電池的微分容量(dq/dv)-電壓(v)曲線可在2.1至2.3v范圍內(nèi)存在第二峰值。
19、在本發(fā)明的實施例中,還可提供包含負(fù)極、設(shè)置在所述正極與負(fù)極之間的隔膜、以及電解液的二次電池。
20、需要說明的是,上述技術(shù)方案并未窮舉本發(fā)明的所有特征。本發(fā)明的各種特征及其帶來的優(yōu)點和效果,可通過以下具體實施例得到更詳細(xì)的理解。
21、根據(jù)本發(fā)明的一個方面,無需額外處理工藝即可實現(xiàn)電化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異的循環(huán)性能。
22、根據(jù)本發(fā)明的另一方面,即使在轉(zhuǎn)換反應(yīng)過程中預(yù)期發(fā)生的顯著鍵合重組情況下,仍能實現(xiàn)電極中鋰離子嵌入反應(yīng)的穩(wěn)定維持,且不會出現(xiàn)明顯性能衰減,從而提供具有穩(wěn)定可逆性的二次電池。
23、除上述效果外,本發(fā)明的具體效果將在以下實施方式中結(jié)合具體技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。
1.一種二次電池,包含:含有過渡金屬基鋰化合物的正極;其特征在于,所述二次電池的微分容量(dq/dv)-電壓(v)曲線中:不存在3.8至4.0v的峰值,在2.5至2.7v范圍內(nèi)存在第一峰值,且在2.1至2.3v范圍內(nèi)存在第二峰值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池,其特征在于,所述過渡金屬基鋰化合物包含非晶相(amorphous?phase)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池,其特征在于,所述微分容量(dq/dv)-電壓(v)曲線是在0.01c至0.5c倍率及25℃條件下,通過第1至第5次循環(huán)獲得的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池,其特征在于,所述過渡金屬基鋰化合物包含以下通式1表示的化合物:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池,其特征在于,所述過渡金屬基鋰化合物包含lifeso4f。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池,其特征在于,所述過渡金屬基鋰化合物的粒度(d50)為0.5至3.0μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池,其特征在于,所述過渡金屬基鋰化合物包含:非晶基質(zhì)及晶粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二次電池,其特征在于,所述晶粒包含多個晶粒,且各晶粒的平均尺寸為4至8nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池,其特征在于,還包括:負(fù)極;設(shè)置在所述正極與所述負(fù)極之間的隔膜;及電解液。