包含两个以上金属箔之间的热压转换层的电极集流体、包含其的电极和锂二次电池

摘要

本发明提供了锂二次电池用电极集流体、包含其的电极和锂二次电池，所述电极集流体包括：两个以上金属箔层和位于所述两个以上金属箔层之间的热压转换层，其中，所述热压转换层包括热压交换陶瓷材料、导电材料和胶粘剂。

权利要求

1.一种锂二次电池用电极集流体，所述电极集流体包括：两个以上金属箔层和位于所述两个以上金属箔层之间的热压转换层，

其中，所述热压转换层包含热压交换陶瓷材料、导电材料和胶粘剂。

2.如权利要求1所述的电极集流体，其中，所述热压转换层置于两个以上扁平金属箔层之间。

3.如权利要求2所述的电极集流体，其中，所述电极集流体包括下部集流体、位于所述下部集流体上的第一热压转换层、位于所述第一热压转换层上的中间集流体、位于所述中间集流体上的第二热压转换层和位于所述第二热压转换层上的上部集流体。

4.如权利要求1所述的电极集流体，其中，所述两个以上金属箔层中的至少一个金属箔层在其表面上具有包含凸部和凹部的凹凸部，并且热压转换层形成在所述凹部中。

5.如权利要求4所述的电极集流体，其中，所述凸部和所述凹部以规律性间隔形成。

6.如权利要求1所述的电极集流体，其中，所述热压交换陶瓷材料是五氧化三钛。

7.如权利要求1所述的电极集流体，其中，所述热压交换陶瓷材料因热和压力而在λ‑五氧化三钛和β‑五氧化三钛之间发生可逆相变。

8.如权利要求1所述的电极集流体，其中，所述热压转换层的厚度为5μm至50μm。

9.如权利要求1所述的电极集流体，其中，所述两个以上金属箔层由Al金属制成，并且所述电极集流体是正极集流体。

10.如权利要求1所述的电极集流体，其中，所述两个以上金属箔层由Cu金属制成，并且所述电极集流体是负极集流体。

11.如权利要求1所述的电极集流体，其中，所述两个以上金属箔层的厚度分别为10μm至100μm。

12.一种电极，其中，含有电极活性材料、粘合剂和导电材料的电极混合物形成在权利要求1所述的电极集流体的至少一个表面上。

13.如权利要求12所述的电极，其中，所述电极活性材料包括以下化学式1表示的锂过渡金属氧化物，

LiaNi1‑x‑yMnxCoyO2‑bAb (1)其中，

A是取代氧的卤素，

1.00≤a≤1.05，0.1≤x≤0.6，0.1≤y≤0.6，并且0≤b≤0.1。

14.如权利要求12所述的电极，其中，所述电极活性材料包括选自由Si/C复合物、SiOx、金属掺杂的SiOx、SiOx/C、纯Si和Si合金组成的组中的一种以上的硅基材料，其中0

15.一种锂二次电池，其中，包含权利要求12所述的电极的电极组件与含锂非水电解质一起内置于由金属制成的棱柱形或圆柱形电池壳体中。

说明书

包含两个以上金属箔之间的热压转换层的电极集流体、包含

其的电极和锂二次电池

技术领域

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2019年9月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10‑2019‑0115356的权益，通过援引将其公开内容完整并入本文。

[0003] 本发明涉及包含位于两个以上金属箔之间的热压转换层的电极集流体、包含其的电极以及锂二次电池。

背景技术

[0004] 最近，随着对移动设备的技术开发和需求的增加，对作为能源的能够充电和放电的二次电池的需求迅速增加，因此，许多能够符合各种需求的电池的研究正在涌现。此外，
作为为了解决使用化石燃料的现有汽油和柴油车辆造成的问题(例如空气污染)而开发的
电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(插电式HEV)的电源，
二次电池已引起了极大的关注。

[0005] 因此，已经开发了仅由二次电池驱动的电动车辆(EV)和将常规发动机与二次电池结合的混合动力电动车辆(HEV)，并且其中一些已经商业化。镍‑金属氢化物(Ni‑MH)二次电
池已主要用作EV和HEV的电源。然而，最近已经积极地进行了使用具有高能量密度、高放电
电压和输出稳定性的锂二次电池的研究，并且其中一些已经商业化。

[0006] 这种锂二次电池通过以下过程制造：将含有电极活性材料的电极浆料涂布到电极集流体上，干燥并辊压以制造电极，并且将其中隔膜置于这些电极之间的电极组件与电解
质一起内置于电池壳体中。

[0007] 这里，电极是正极或负极，并且关于电极活性材料，负极活性材料主要使用碳材料，并且还考虑使用锂金属和硫化合物等。此外，正极活性材料主要使用含锂的钴氧化物
(LiCoO2)。另外，还考虑使用含锂的锰氧化物(例如具有层状晶体结构的LiMnO2和具有尖晶
石晶体结构的LiMn2O4)，以及含锂的镍氧化物(LiNiO2)。

[0008] 近年来，高能量密度、长寿命和耐用性等是重要的问题。因此，作为在这些性能方面表现出优异性能的锂镍基氧化物，大量使用了锂镍‑钴‑锰氧化物。

[0009] 然而，含有这种活性材料的锂二次电池具有快速充电性能不足的问题。

[0010] 同时，如果为了提高快速充电性能而增加充电电流密度，则存在负极处发生锂析出的问题，因此在增加充电电流密度方面存在限制。

[0011] 因此，迫切需要一种能够解决上述问题并提高锂二次电池的快速充电性能的技术。

发明内容

[0012] [技术问题]

[0013] 本发明旨在解决现有技术的上述问题以及其他尚未解决的技术问题。

[0014] 具体而言，本发明的目的是提供一种电极集流体，其能够通过二次电池的工作产生热量来升高电池的温度，从而提高二次电池的快速充电性能。

[0015] [技术方案]

[0016] 为了实现上述目的，根据本发明的实施方式，提供了一种锂二次电池用电极集流体，

[0017] 所述电极集流体包括：两个以上金属箔层和位于所述两个以上金属箔层之间的热压转换层，

[0018] 其中，所述热压转换层包括热压交换陶瓷材料、导电材料和胶粘剂。

[0019] 在一个实施方式中，热压转换层可以置于两个以上扁平金属箔层之间。

[0020] 例如，电极集流体可以构造成包括下部集流体、位于所述下部集流体上的第一热压转换层、位于所述第一热压转换层上的中间集流体、位于所述中间集流体上的第二热压
转换层和位于所述第二热压转换层上的上部集流体。

[0021] 在另一个实施方式中，两个以上金属箔层中的至少一个金属箔层在其表面上具有包含凸部和凹部的凹凸部，并且热压转换层可以形成在所述凹部中。

[0022] 此时，凸部和凹部可以以规律性间隔形成。

[0023] 同时，热压交换陶瓷材料可以是五氧化三钛，并且λ‑五氧化三钛和β‑五氧化三钛可以通过热和压力而发生可逆相变。

[0024] 具体而言，热压交换陶瓷材料因加压而发生从λ‑五氧化三钛向β‑五氧化三钛的相变，并且其可以因热吸收而发生从β‑五氧化三钛向λ‑五氧化三钛的相变。

[0025] 热压转换层的厚度可以为5至50μm。

[0026] 两个以上金属箔层可以由彼此相同的金属制成。例如，两个以上金属箔层由Al金属制成，且电极集流体可以是正极集流体；或者两个以上金属箔层由Cu金属制成，且电极集
流体可以是负极集流体。

[0027] 两个以上金属箔的厚度可以分别为10至100μm。

[0028] 同时，根据本发明的另一个实施方式，提供了一种电极，其中，含有电极活性材料、粘合剂和导电材料的电极混合物形成在所述电极集流体的至少一个表面上。

[0029] 这里，电极活性材料可以包括以下化学式1表示的锂过渡金属氧化物。

[0030] LiaNi1‑x‑yMnxCoyO2‑bAb     (1)

[0031] 其中，

[0032] A是取代氧的卤素，

[0033] 1.00≤a≤1.05，0.1≤x≤0.6，0.1≤y≤0.6，并且0≤b≤0.1。

[0034] 此外，电极活性材料可以包含选自由Si/C复合物、SiOx(0

[0035] 根据本发明的又一个实施方式，提供了一种锂二次电池，其中，含有所述电极的电极组件与含锂非水电解质一起内置于由金属制成的棱柱形或圆柱形电池壳体中。

附图说明

[0036] 图1是本发明的一个实施方式的电极集流体的垂直截面图。

[0037] 图2是本发明的另一个实施方式的电极集流体的垂直截面图。

[0038] 图3是本发明的另一个实施方式的电极集流体的垂直截面图。

[0039] 图4是本发明的又一个实施方式的电极集流体的垂直截面图。

[0040] 图5是本发明的又一个实施方式的电极集流体的平面图。

[0041] 图6是本发明的再一个实施方式的电极集流体的平面图。

[0042] 图7是本发明的再一个实施方式的电极集流体的平面图。

[0043] 图8是示出本发明的热压交换陶瓷材料的可逆特性的示意图。

具体实施方式

[0044] 根据本发明，提供了一种锂二次电池用电极集流体，

[0045] 所述电极集流体包括两个以上金属箔层和位于所述两个以上金属箔层之间的热压转换层，

[0046] 其中，所述热压转换层包括热压交换陶瓷材料、导电材料和胶粘剂。

[0047] 电极集流体没有限制，只要其具有包括两个以上金属箔层之间的热压转换层的结构即可，并且多种结构是可行的。

[0048] 作为一个实例，热压转换层可以置于两个以上扁平金属箔层之间。换句话说，其可以是作为一层置于两个以上的金属箔层之间的形状。

[0049] 具体而言，这是一种热压转换层作为一层置于两个金属箔层之间的结构，并且可以由下部集流体、位于下部集流体上的热压转换层和位于热压转换层上的上部集流体组
成。

[0050] 这里和下文中，下部集流体、上部集流体、中间集流体等是用于划分集流体的结构的术语，并且对应于金属箔层。

[0051] 图1示意性地示出了这种电极集流体的垂直截面图。

[0052] 参考图1，本发明的电极集流体100具有热压转换层120置于两个金属箔层111和112之间的结构。

[0053] 具体而言，电极集流体由下部集流体112、位于下部集流体112上的热压转换层120和位于热压转换层120上的上部集流体111组成。

[0054] 作为另选，电极集流体可以具有如下结构：金属箔层为三个以上，热压转换层为两个以上，且热压转换层置于金属箔层之间。

[0055] 图2示意性地示出了电极集流体的垂直截面图。

[0056] 参考图2，本发明的电极集流体200由包括下部集流体213、位于下部集流体213上的第一热压转换层222、位于第一热压转换层222上的中间集流体212、位于中间集流体212
上的第二热压转换层221和位于第二热压转换层221上的上部集流体211的结构组成。

[0057] 作为另一个实例，两个以上金属箔层中的至少一个金属箔层可以在其表面上具有包含凸部和凹部的凹凸部，并且热压转换层可以形成在凹部中。

[0058] 具体而言，电极集流体可以是如下结构：在彼此面对的金属箔层的一个表面上具有包含凸部和凹部的凹凸部，其中，热压转换层形成在凹部中。

[0059] 为了示出这种结构，图3中示意性地示出了这种电极集流体的垂直截面图。

[0060] 参考图3，本发明的电极集流体300包括上部集流体311、下部集流体312和位于上部集流体311和下部集流体312之间的热压转换层320。

[0061] 此时，下部集流体312在表面上具有包含凸部A和凹部B的凹凸部，其中，热压转换层320形成在凹部B中。

[0062] 作为另选，电极集流体可以是如下结构：在彼此面对的两个金属箔层表面上均具有包含凸部和凹部的凹凸部，其中，热压转换层形成在凹部中。

[0063] 图4示意性地示出了这种电极集流体的垂直截面图。

[0064] 参考图4，本发明的电极集流体400具有如下结构：在上部集流体411和下部集流体412的表面上具有包含凸部A'和凹部B'的凹凸部，其中，凸部A'彼此面对，凹部B'彼此面对，
并且热压转换层420形成在彼此面对的凹部B'中。

[0065] 同时，尽管图中未示出，但上部集流体的凸部和下部集流体的凹部可以彼此面对。在此情况下，热压转换层可以形成在各自的凹部中。

[0066] 对于如图3和4所示形成有凸部和凹部的金属箔层，凸部A和A'以及凹部B和B'可以以规律性间隔d1＝d2形成。当然，间隔不限于此，只要其是包括足以显示本发明的效果的水
平的热压转换层的情况即可，并且间隔可以适当地选择。例如，间隔d1和d2可以分别为100μ
m至200μm。

[0067] 同时，当以此方式形成凹部和凸部时，凹部的平面形状没有限制，并且可以是线形形状、圆形形状或多边形形状。

[0068] 为了示出这些实例，图5至7示出了具有凹部和凸部的金属箔的平面图。

[0069] 图5示出了凹部的平面形状是线形的情况，图6示出了凹部的平面形状是方形的情况，图7示出了凹部的平面形状是圆形的情况。在图7那样的情况下，与图3至4不同，垂直横
截面形状可以是半圆形。

[0070] 在以此方式具有凹部和凸部并将热压转换层形成在凹部中的情况下，由于热压转换层的插入，可以使集流体的整个体积减小，并且各个金属箔层也可以彼此直接接触。因
此，其优点在于，与现有的单个集流体一样可以充分确保导电性，因此可以防止包含该集流
体的二次电池的能量密度和输出特性相对于体积的劣化。

[0071] 同时，无论任何结构，两个以上的金属箔层在材料方面没有限制，但可以使用铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳，或其表面经碳、镍、钛、银处理过的铜、不锈钢；或铝‑镉合金等。

[0072] 两个以上的金属箔层可以在上述材料中选择并使用，并且可以由彼此相同或不同的金属形成。然而，考虑到电阻增加或在两侧上使用相同的活性材料，金属箔层可以由彼此
相同的金属制成。

[0073] 具体而言，当将电极集流体用作正极集流体时，两个以上金属箔层可以由Al金属制成。当将电极集流体用作负极集流体时，两个以上金属箔层可以由Cu金属制成。

[0074] 此外，再参考图1至4，金属箔层111、112、211、212、213、311、312、411和412的厚度t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8和t9可以分别为10至100μm。

[0075] 当金属箔层各自的厚度太薄而超出上述范围时，输出特性降低，而当厚度太厚时，在非理想的电池工作条件下电子电导率过高，因此造成安全性问题，这是不优选的。

[0076] 此外，金属箔层的形状可以通过在其表面上形成精细的凹凸来提高活性材料的结合力，并且可以使用各种形状，例如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体和无纺布。

[0077] 同时，热压转换层120、221、222、320和420的厚度T1、T2、T3、T4和T5可以分别为5至50μm。

[0078] 当厚度太薄而超出上述范围时，其可能无法充当热压转换层。相反，当厚度太厚时，即使在正常工作期间，其也可能充当电阻层以降低电子传导性，从而导致总体积增加和
单位体积能量密度降低，这是不优选的。

[0079] 同时，热压转换层120、221、222、320和420可以包括热压交换陶瓷材料、导电材料和胶粘剂。

[0080] 这里，随着二次电池的工作、更具体地随着二次电池的充电和放电，电极组件的体积增加，同时热压交换陶瓷材料受到电池壳体的压力，此时，其可以释放热量以提高快速充
电性能。

[0081] 热压交换陶瓷材料没有限制，只要其是吸收和释放压力或热量、同时因热和压力而改变其状态的材料即可，但具体而言，其可以是五氧化三钛。

[0082] 具体而言，五氧化三钛是因热和压力而在λ‑五氧化三钛和β‑五氧化三钛之间发生可逆相变的材料。更具体地，其是因加压而从λ‑五氧化三钛相变为β‑五氧化三钛并因热吸
收而从β‑五氧化三钛相变为λ‑五氧化三钛的材料。

[0083] 图8中示意性地示出了这种可逆性。

[0084] 参考图8，五氧化三钛以β‑五氧化三钛和λ‑五氧化三钛可逆地存在。当将预定压力(60Mpa以上的压力)施加到λ‑五氧化三钛时，其相变为β‑五氧化三钛，同时释放约230kJ/L
的热量。当β‑五氧化三钛吸收热量时，其再次相变为λ‑五氧化三钛。

[0085] 因此，在本发明中，当在电极集流体的制造过程中使用λ‑五氧化三钛来形成热压转换层时，在二次电池的后续工作中仅以预定压力转换为β‑五氧化三钛并释放热量，同时
提高包含该集流体的锂二次电池的温度，从而提高反应速率并提高快速充电性能。

[0086] 另外，由于这种材料是可逆的，因此即使在实现快速充电性能之后，也可以通过余热或通过添加额外的热将其转换回λ‑五氧化三钛，因此其可以再利用并且可以充当能够永
久提高快速充电性能的材料。

[0087] 此时，基于热压转换层的总重量，热压交换陶瓷材料的含量可以为20至50重量％。

[0088] 当热压交换陶瓷材料的含量太小而超出上述范围时，无法在足够的预定压力下释放热量，而当热压交换陶瓷材料的含量太大时，其可能通过大量放热而影响二次电池本身
的安全性，这是不优选的。

[0089] 导电材料起到连接热压转换层两侧上形成的两个以上金属箔的电子传导性的作用。

[0090] 这种导电材料是可用于普通锂二次电池中的材料，并且没有特别限制，只要其具有导电性而在相应的电池中不引起化学变化即可，并且例如，可以使用碳黑，例如炭黑、乙
炔黑、科琴黑、槽黑、炉黑、灯黑和热裂法碳黑；导电纤维，例如碳纤维和金属纤维；金属粉
末，例如碳氟化合物粉末、铝粉末和镍粉末；导电晶须，例如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化
物，例如氧化钛；诸如聚亚苯基衍生物等导电材料。具体实例可以是选自由碳基材料和金属
材料组成的组中的至少一种。

[0091] 基于热压转换层的总重量，导电材料的含量可以为5至40重量％。

[0092] 当导电材料的含量太小而超出上述范围时，无法确保热压转换层中足够的导电性，而当导电材料的含量太大时，安全性可能因大量电子的流动而劣化，这是不优选的。

[0093] 此外，热压转换层还必须起到粘结两个以上金属箔层的作用，因此还包括胶粘剂。

[0094] 胶粘剂形成金属箔与热压转换层之间的结合，并且还有助于导电材料和热压交换陶瓷材料之间的结合。

[0095] 这种胶粘剂没有限制，只要其是具有粘合性且在电池中不引起化学变化的成分即可。其实例可以是选自由聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维
素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯‑丙烯‑二烯三元共聚
物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯‑丁二烯橡胶和氟橡胶组成的组中的至少一种。

[0096] 基于热压转换层的总重量，胶粘剂的含量可以为5至40重量％。

[0097] 当胶粘剂的含量太小而超出上述范围时，无法确保热压转换层和金属箔之间的粘合力，而当胶粘剂的含量太大时，其他材料的含量降低并且电阻可能增加，这是不优选的。

[0098] 由于以此方式将热压转换层设置在电极集流体上，因此，即使由于包含在电极混合物中而导致活性材料的含量减少，容量也不会降低，并且对于快速充电性能降低的二次
电池即使不增加电流密度，也可以改善快速充电性能。

[0099] 本发明还提供了一种电极，其中，含有电极活性材料、粘合剂和导电材料的电极混合物形成在电极集流体的至少一个表面上。

[0100] 电极集流体具有如上所述的结构，并且电极可以是正极和负极。

[0101] 当电极是正极时，电极集流体可以是正极集流体，并且可以具有如下结构：含有正极活性材料、粘合剂和导电材料的正极混合物形成在正极集流体的至少一个表面上。

[0102] 正极活性材料可以是例如层状化合物，例如锂钴氧化物(LiCoO2)或锂镍氧化物(LiNiO2)或取代有一种或多种过渡金属的化合物；锂锰氧化物，例如化学式Li1+xMn2‑xO4(其
中，x为0至0.33)、LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2；锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物，例如LiV3O8、
LiV3O4、V2O5和Cu2V2O7；化学式LiNi1‑xMxO2(其中，M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，并且x＝
0.01至0.3)表示的Ni位型锂镍氧化物；化学式LiMn2‑xMxO2(其中，M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta，
并且x＝0.01至0.1)或Li2Mn3MO8(其中，M＝Fe、Co、Ni、Cu或Zn)表示的锂锰复合氧化物；化学
式中的Li部分被碱土金属离子取代的LiMn2O4；二硫化物；Fe2(MoO4)3等等，但不限于此。

[0103] 同时，根据本发明，当电极活性材料是正极活性材料时，具体而言，其可以包括快速充电性能特性不优异的以下化学式1表示的锂过渡金属氧化物。

[0104] LiaNi1‑x‑yMnxCoyO2‑bAb    (1)

[0105] 其中，

[0106] A是取代氧的卤素，

[0107] 1.00≤a≤1.05，0.1≤x≤0.6，0.1≤y≤0.6，并且0≤b≤0.1。

[0108] 粘合剂没有限制，只要其是有助于活性材料和导电材料之间的结合以及与集流体的结合的成分即可。例如，粘合剂可以选自聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、
淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯‑丙
烯‑二烯三元共聚物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯‑丁二烯橡胶、氟橡胶和其各种共聚物等。

[0109] 导电材料作为常规导电材料没有特别限制，只要其具有导电性而在相应的电池中不引起化学变化即可，并且例如，可以使用碳黑，例如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽黑、炉黑、灯
黑和热裂法碳黑；导电纤维，例如碳纤维和金属纤维；金属粉末，例如碳氟化合物粉末、铝粉
末和镍粉末；导电晶须，例如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，例如氧化钛；诸如聚亚苯基
衍生物等导电材料。

[0110] 此时，基于正极混合物的总重量，导电材料和粘合剂的含量可以各自为0.1至30重量％，具体为0.5至10重量％，更具体为1至5重量％。

[0111] 当电极是负极时，电极集流体可以是负极集流体，并且可以是如下结构：含有负极活性材料、粘合剂和导电材料的负极混合物形成在负极集流体的至少一个表面上。

[0112] 负极活性材料可以包括：选自由人造结晶石墨、天然结晶石墨、无定形硬碳、低结晶软碳、炭黑、乙炔黑、科琴黑、Super‑P、石墨烯和纤维状碳组成的组中的一种以上的碳基
材料；硅基材料；金属复合氧化物，例如LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)、SnxMe1‑xMe’yOz
(Me：Mn、Fe、Pb、Ge；Me’：Al、B、P、Si、元素周期表中的第1、2、3族元素、卤素；03；1≤z≤8)；锂金属；锂合金；硅基合金；锡基合金；金属基氧化物，例如SnO、SnO2、PbO、PbO2、
Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4和Bi2O5；导电聚合物，例如聚乙炔；Li‑
Co‑Ni基材料；钛氧化物；锂钛氧化物等等，但不限于此。

[0113] 然而，根据本发明，当电极活性材料是负极活性材料时，具体而言，其可以是体积变化大并且容易受电极集流体的热压交换陶瓷物质影响的硅基材料。具体而言，其可以是
选自由Si/C复合物、SiOx(0组成的组中的至少一种。

[0114] 导电材料和粘合剂的细节与对于正极的描述相同。

[0115] 此外，电极混合物还可以任选地包括填料等。

[0116] 填料任选地用作抑制正极膨胀的成分，并且没有特别限制，只要该填料是纤维状材料且在电池中不引起化学变化即可。例如，使用烯烃聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯以及纤
维状材料，例如玻璃纤维和碳纤维。

[0117] 本发明还提供了一种锂二次电池，其中包含所述电极的电极组件与含锂非水电解质一起内置于电池壳体中。

[0118] 这里，电极组件包括本发明的电极、对电极和置于其间的隔膜。

[0119] 此时，当电极为正极时，对电极为负极，而当电极为负极时，对电极为正极。

[0120] 此外，在此情况下，对电极的电极集流体可以是常规公开的电极集流体，或者可以与本发明的结构相同。

[0121] 此外，作为对电极的活性材料，可以使用如上所述的活性材料。

[0122] 例如，当本发明的电极中所含的活性材料包括化学式1表示的锂过渡金属氧化物时，对电极中所含的活性材料可以包括硅基材料。作为另选，当本发明的电极中所含的活性
材料包括硅基材料时，对电极中所含的活性材料可以包括化学式1表示的锂过渡金属氧化
物。

[0123] 即，即使对电极是常规公开的电极集流体，活性材料也可以是上述组合。

[0124] 即，本发明的电极集流体无论用于正极和/或负极何处，当随着二次电池的充电和放电发生体积膨胀时，均可以显示出上述效果。

[0125] 同时，作为置于电极和对电极之间的隔膜，使用具有高离子渗透性和机械强度的绝缘薄膜。隔膜的孔径通常为0.01至10μm，其厚度通常为5至300μm。作为隔膜的实例，可以
使用诸如耐化学性和疏水性的聚丙烯等烯烃基聚合物；由玻璃纤维或聚乙烯等制成的片或
无纺布。当使用固体电解质(例如聚合物)作为电解质时，固体电解质也可以充当隔膜。

[0126] 含有锂盐的非水电解质可以包括非水电解质和锂盐。

[0127] 作为非水有机溶剂的实例，可以提及非质子有机溶剂，例如N‑甲基‑2‑吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ‑丁内酯、1,2‑二甲氧基
乙烷、四羟基呋喃、2‑甲基四氢呋喃、二甲亚砜、1,3‑二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧
戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环
丁砜、甲基环丁砜、1,3‑二甲基‑2‑咪唑烷酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸
甲酯和丙酸乙酯。

[0128] 锂盐是易溶于上述非水电解质的材料。锂盐可以包括例如LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、
CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂和亚胺化物。

[0129] 必要时，可以使用有机固体电解质或无机固体电解质等。

[0130] 有机固体电解质的实例包括聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、聚搅拌赖氨酸、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯和含有离子离解基
团的聚合物。

[0131] 无机固体电解质的实例包括锂(Li)的氮化物、卤化物和硫酸盐，例如Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N‑LiI‑LiOH、LiSiO4、LiSiO4‑LiI‑LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4‑LiI‑LiOH、
Li3PO4‑Li2S‑SiS2。

[0132] 另外，为了改善充电和放电特性以及阻燃性等，可以向非水电解质中添加例如吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、n‑甘醇二甲醚、六磷酸三酰胺、硝基苯衍生物、
硫、醌亚胺染料、N‑取代的噁唑烷酮、N,N‑取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2‑甲
氧基乙醇或三氯化铝等。在一些情况下，为了赋予不燃性，电解质可以进一步包括含卤素溶
剂，例如四氯化碳和三氟乙烯。此外，为了提高高温保存特性，电解质可以进一步包括二氧
化碳气体。

[0133] 电池壳体没有限制，只要其具有能够纳入电极组件的结构即可，并且可以是本领域中常规已知的袋型电池壳体、以及由金属罐制成的棱柱形或圆柱形电池壳体。具体地，其
可以是由金属制成的棱柱形或圆柱形电池壳体，以促进热压转换层的操作。

[0134] 锂二次电池可以作为装置的单元电池而包含，并且该装置可以选自由移动电话、便携式计算机、智能电话、平板电脑、智能平板、上网本计算机、轻型电动车辆(LEV)、电动车
辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和电力存储装置组成的组。

[0135] 所述装置的结构和制造方法在本发明所属领域中是公知的，因此将省略其详细描述。

[0136] 尽管出于说明性目的公开了本发明的示例性实施方式，但本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种应用和
修改。

[0137] 工业实用性

[0138] 如上所述，在本发明的电极集流体中，由于将含有热压交换陶瓷材料的热压转换层设置在两个以上金属箔之间，因此当电池中的压力因二次电池的工作而增加时，其从压
力‑热交换陶瓷材料中释放热量以升高二次电池的温度，从而表现出改善快速充电性能的
效果。