能够额外供给电解质的二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及能够额外供给电解质的二次电池。
【背景技术】
[0002] 随着移动装置技术的持续发展和对其需求的持续增加，对作为能源的二次电池的 需求在快速增加。在这些二次电池中，具有高能量密度和电压并展示长寿命和低自放电率 的锂二次电池是市售并广泛使用的。
[0003] 通常，锂二次电池使用金属氧化物诸如LiC〇02作为正极活性材料，且使用碳基材 料作为负极活性材料。另外，将聚烯烃基多孔隔膜置于负极与正极之间并且利用包含锂盐 诸如LiPFj^非水电解质进行浸渍，从而制造锂二次电池。
[0004] 在充电期间，正极活性材料的锂离子放出并插入负极的碳层。在放电期间，碳层的 锂离子放出并插入正极活性材料中。非水电解质起到使锂离子在负极与正极之间移动的介 质的作用。
[0005] 然而，电解质通过在二次电池工作期间负极中的副反应和正极中的氧化而被持续 消耗。因此，当电解质的量过度减少时，不能展示期望的电池性能并且二次电池的寿命快速 下降。
[0006] 此外，当为了解决所述问题而在二次电池制造期间添加大量电解质时，电极组件 之间的界面断裂（break)，因此寿命特性劣化。
[0007] 因此，迫切需要解决这些问题的技术。
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 因此，已经完成了本发明以解决以上和其他尚未解决的技术问题。
[0010] 作为大量广泛和深入研究及试验的结果，本发明的发明人完成了可以额外供给电 解质的二次电池，如下所述。
[0011] 技术方案
[0012] 根据本发明的一方面，提供二次电池，其中将包含正极、负极和置于所述正极与所 述负极之间的隔膜的电极组件以及能够包含电解质的多孔弹性体安装在电池壳中。
[0013] 在电极组件体积膨胀时可以将压力施加至包含电解质的多孔弹性体以将电解质 供给至所述电极组件。
[0014] 可以在电极组件的体积膨胀了 10%以上时将压力施加至所述多孔弹性体以将电 解质供给至所述电极组件。
[0015] 多孔弹性体的孔的尺寸可以为0. 01微米~5000微米。
[0016] 多孔弹性体的孔隙率可以为20%~95%。
[0017] 多孔弹性体可以为发泡橡胶或发泡合成树脂。
[0018] 发泡橡胶可以由天然橡胶或合成橡胶制成。
[0019] 合成橡胶可以为选自如下中的至少一种：丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡 胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、乙丙橡胶、聚硫橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶和丙烯酸 类橡胶。
[0020] 发泡合成树脂可以包括选自如下中的至少一种：聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚缩醛、 聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚酮、聚醚砜、聚苯醚（polyphenyleneoxide)、聚苯硫醚、聚乙稀萘 (polyethylene naphthalene)、聚四氟乙稀、聚偏二氟乙稀、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯 乙烯、聚丙烯腈、尼龙、聚对苯撑苯并异i馨唑、聚丙烯酸酯和聚氨酯。
[0021] 可以将多孔弹性体附着至电极组件。
[0022] 可以将多孔弹性体附着至不妨碍电极组件的正极极耳和负极极耳的位置。
[0023] 可以在具有大体积膨胀的层叠方向（layered direction)上将多孔弹性体附着至 电极组件。
[0024] 相对于电极组件的层叠方向，可以将多孔弹性体附着至电极组件的上部和/或下 部。
[0025] 可以将多孔弹性体插入电极组件的中间。
[0026] 可以将多孔弹性体附着至电池壳。
[0027] 可以将多孔弹性体附着至电池壳的接收部的底面和/或与底面相对的电池壳的 覆盖面（cover side)，其中所述电池壳中容纳有所述电极组件。
[0028] 多孔弹性体的厚度可以比电极组件薄。
[0029] 多孔弹性体的尺寸可以为电极组件的面积的80%~120%。
[0030] 正极可以包含由下式1或2表示的锂过渡金属氧化物作为正极活性材料。
[0031] LixMyMn2 y04 ZAZ (1)，
[0032] 其中 Μ 为选自如下中的至少一种元素：Al、Mg、Ni、Co、Fe、Cr、V、Ti、Cu、B、Ca、Zn、 Zr、Nb、Mo、Sr、Sb、W、Ti 和 Bi ;
[0033] A为至少一种一价或二价阴离子；且
[0034] 0· 9 彡 X 彡 1. 2,0〈y〈2 并且 0 彡 ζ〈0· 2。
[0035] (1-x) LiM' 02 yAy-xLi2Mn03 y' Ay， (2)
[0036] 其中 M' 为 MnaMb;
[0037] M为选自如下中的至少一种：Ni、Ti、Co、Al、Cu、Fe、Mg、B、Cr、Zr、Zn和第II周期 过渡金属；
[0038] A为选自诸如P04、B03、C03、F和N03的阴离子中的至少一种；且
[0039] 0〈x〈l，0〈y 彡 0· 02,0〈y' 彡 0· 02,0· 5 彡 a 彡 1. 0,0 彡 b 彡 0· 5 并且 a+b = 1。
[0040] 负极可以包含碳基材料和/或Si作为负极活性材料。
[0041] 二次电池可以为锂离子电池、锂离子聚合物电池或锂聚合物电池。
[0042] 本发明提供包含所述二次电池作为单元电池的电池模块、包含所述电池模块的电 池组和包含所述电池组作为电源的装置。
[0043] 在这种情况下，所述装置可以为电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电 动车辆或储能系统。
【附图说明】
[0044] 图1说明根据本发明的一个实施方式的二次电池的结构的示意图。
【具体实施方式】
[0045] 现在，将参照附图对本发明进行更详细的说明。提供这些实施例仅用于说明目的， 且不应被解释为对本发明的范围和主旨的限制。
[0046] 如上所述，本发明的二次电池包含安装在电池壳中的包含正极、负极和置于所述 正极与所述负极之间的隔膜的电极组件，以及能够包含电解质的多孔弹性体。
[0047] 在一个具体实施方案中，可以在电极组件的体积膨胀时将压力施加至包含电解质 的多孔弹性体以将电解质供给至电极组件。
[0048] 本发明的发明人确认，由于包含在多孔弹性体中的电解质是在电池工作期间通过 电极组件的膨胀而被供给而没有单独的人工操纵，所以可以更容易地提高二次电池的寿命 特性。
[0049] 在一个具体实施方案中，当使用Si基负极活性材料时，体积膨胀了 260%以上，因 此由于电解质的耗尽，电极组件的体积膨胀且发生寿命劣化。因此，可以在电极组件的体积 膨胀了 10%以上时将压力施加至多孔弹性体以将电解质供给至电极组件。
[0050] 同时，多孔弹性体的孔的尺寸可以为0.01微米~5000微米，且其孔隙率可以为 20%~95%。
[0051 ] 在一个具体实施方案中，只要在电极组件的体积膨胀时将压力施加至包含电解质 的多孔弹性体以将电解质供给至电极组件，所述多孔弹性体就没有特别限制。特别地，所述 多孔弹性体可以为发泡橡胶或发泡合成树脂。在这种情况下，所述发泡橡胶可以由天然橡 胶或合成橡胶制成，但本发明不限于此。
[0052] 在一个具体实施方案中，所述合成橡胶可以为选自如下中的至少一种：丁苯橡胶、 氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、乙丙橡胶、聚硫橡胶、硅橡胶、 氟橡胶、聚氨酯橡胶和丙烯酸类橡胶，但本发明不限于此。
[0053] 另外，所述发泡合成树脂可以包括选自如下中的至少一种材料：聚烯烃、聚酯、聚 酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙烯萘、聚四氟乙 烯、聚偏二氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、尼龙、聚对苯撑苯并异_ 唑、聚丙烯酸酯和聚氨酯，但本发明不限于此。
[0054] 在一个具体实施方案中，可以将多孔弹性体附着至电极组件。在这种情况下，可以 将多孔弹性体附着至不妨碍电极组件的正极极耳和负极极耳的位置。
[0055] 因此，可以防止诸如由于在多孔弹性体与正极极耳或负极极耳接触时可能会发生 的断电或阻抗增加而导致的劣化的问题。
[0056] 另外，可以在具有大体积膨胀的层叠方向上将多孔弹性体附着至电极组件。因此， 相对于电极组件的层叠方向，可以将多孔弹性体附着至电极组