用于锂二次电池的电解质及包括其的锂二次电池制造技术

本发明专利技术涉及用于锂二次电池的电解质及包括其的锂二次电池。用于锂二次电池的电解质，所述电解质包括锂盐、非水有机溶剂和由下式1表示的添加剂，其中A1‑A9、CY1和CY2与说明书中定义的相同。

【技术实现步骤摘要】
用于锂二次电池的电解质及包括其的锂二次电池本申请是中国专利技术申请(专利技术名称：用于锂二次电池的电解质及包括其的锂二次电池，申请日：2012年9月21日；申请号：201210356766.4)的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2011年9月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0095812的权益，其公开内容全部通过引用在本文中引入。
本公开内容涉及用于锂二次电池的电解质及包括其的锂二次电池，且更具体地，涉及改善电池的高温寿命特性和高温保存特性的用于锂二次电池的电解质及包括其的锂二次电池。
技术介绍
锂二次电池是可以高速率再充电的，且具有为现有的铅蓄电池、镍-镉电池、镍-氢电池或镍-锌电池的至少三倍高的每单位重量的能量密度。另外，锂二次电池的充电倍率是高的。由于这样的特征，正在积极进行锂二次电池的研究和开发。通常，锂二次电池包括正极、负极、以及设置在所述正极和负极之间的隔板和电解质。特别地，通过向电解质添加少量添加剂而不大大影响电解质的物理性质来改善锂二次电池的性能的方法引起很多注意。电解质添加剂具有多种功能。例如，所述添加剂可形成用于防止电极活性物质和电解质之间的直接接触的固体电解质界面(SEI)。用于在电极的表面上形成SEI的添加剂可分为用于帮助在石墨的表面上形成SEI的负极添加剂和用于在正极的表面上形成厚膜的过充电保护(OCP)添加剂。随着对于具有高能量密度的锂二次电池例如用于电动车的电池的近来需求增加，已进行对高电压正极活性物质的研究。但是，尚未实施对用于防止在正极活性物质表面处发生的电解质的氧化的电解质添加剂的研究。通常，电解质的电位窗口需要比正极活性物质和负极活性物质之间的电位差宽。但是，随着使用用于高电压的活性物质以增加电池的能量密度，电解质的电位窗口已变得比正极活性物质和负极活性物质之间的电位差窄。因此，可通过形成用于防止电解质和电极活性物质之间的直接接触的膜而防止电解质的分解。如果使用芳族化合物如联苯和三联苯作为电解质添加剂，所述电解质添加剂通过当电池的电压等于或高于参比电压值时在正极的表面处形成厚膜以阻挡锂离子的通过和电流流动而起到OCP的作用。近来，已提出通过使用低浓度的添加剂在正极的表面处形成薄膜的方法。但是，获得的电池特性不是令人满意的，且因此仍存在许多改进的空间。
技术实现思路
提供用于锂二次电池的电解质，其中防止其在正极的表面处的氧化和其在正极的表面部分上形成极性薄膜，由此促进锂离子的迁移。提供具有优异的高温寿命特性和高温保存特性的锂二次电池。另外的方面将部分地在以下的描述中阐明，和部分地将从所述描述明晰，或可通过所提供的实施方式的实践获悉。根据本专利技术的一方面，用于锂二次电池的电解质包括锂盐、非水有机溶剂和由下式1表示的添加剂：<式1>其中A1-A9各自独立地为条件是A1-A9包括的至少一个；CY1为C3-C6芳族环，和CY2是C2-C5芳族或非芳族环；B1和B2各自独立地为单键、或C1-C5亚烷基；和R1和R2各自独立地为氢、卤素基团、氰基、羟基、-C(＝O)Ra、-C(＝O)ORa、-OC(＝O)ORa、-CH＝N(Ra)、-SRa、-S(＝O)Ra、-S(＝O)2Ra、-P(Ra)2、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、C2-C20氧化烯基团、取代或未取代的C3-C30环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C6-C30芳氧基、取代或未取代的C2-C30杂芳基、或其组合，其中Ra为氢、C1-C10烷基或C6-C20芳基，条件是R1和R2的至少一个包括选自如下的极性官能团：卤素基团、羟基、-C(＝O)Ra、-C(＝O)ORa、-OC(＝O)ORa、-CH＝N(Ra)、-SRa、-P(Ra)2、取代或未取代的C1-C20烷氧基、C2-C20氧化烯基团、取代或未取代的C6-C30芳氧基、和取代或未取代的C2-C30杂芳基。所述添加剂可由下式2表示：<式2>其中A1和A2各自独立地为条件是A1和A2包括的至少一个；B3和B4各自独立地为单键、或C1-C5亚烷基；和R’1、R’2、R”1、R”2、R”3和R”4各自独立地为氢、卤素基团、羟基、氰基、-C(＝O)Ra、-C(＝O)ORa、-OC(＝O)ORa、-CH＝N(Ra)、-SRa、-S(＝O)Ra、-S(＝O)2Ra、-P(Ra)2、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、C2-C20氧化烯基团、取代或未取代的C3-C30环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C6-C30芳氧基、取代或未取代的C2-C30杂芳基、或其组合，其中Ra为氢、C1-C10烷基或C6-C20芳基，条件是R’1、R’2、R”1、R”2、R”3和R”4的至少一个包括选自如下的极性官能团：卤素基团、羟基、-C(＝O)Ra、-C(＝O)ORa、-OC(＝O)ORa、-CH＝N(Ra)、-SRa、-P(Ra)2、取代或未取代的C1-C20烷氧基、C2-C20氧化烯基团、取代或未取代的C6-C30芳氧基、和取代或未取代的C2-C30杂芳基。所述添加剂可为选自如下的至少一种：所述添加剂的量可在约0.005-约10重量％的范围内，基于所述电解质的总重量。所述锂盐可为选自如下的一种：LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)3C、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO2、LiAlCl4、LiBPh4、其中x和y为自然数的LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)、LiCl、LiI、双草酸硼酸锂(LIBOB)、及其组合。所述非水有机溶剂可为基于碳酸酯的(碳酸酯类)溶剂、基于酯的(酯类)溶剂、基于醚的(醚类)溶剂、基于酮的(酮类)溶剂、基于醇的(醇类)溶剂、非质子溶剂、或其组合。根据本专利技术的另一方面，锂二次电池包括：正极，其包含锂离子嵌入其中或从其脱嵌的正极活性物质；负极，其包含锂离子嵌入其中或从其脱嵌的负极活性物质；以及介于所述正极和负极之间的电解质，其中所述电解质包括锂盐、非水有机溶剂和由下式1表示的添加剂：<式1>其中A1-A9各自独立地为条件是A1-A9包括的至少一个；CY1为C3-C6芳族环，和CY2是C2-C5芳族或非芳族环；B1和B2各自独立地为单键、或C1-C5亚烷基；和R1和R2各自独立地为氢、卤素基团、氰基、羟基、-C(＝O)Ra、-C(＝O)ORa、-OC(＝O)ORa、-CH＝N(Ra)、-SRa、-S(＝O)Ra、-S(＝O)2Ra、-P(Ra)2、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、C2-C20氧化烯基团、取代或未取代的C3-C30环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C6-C30芳氧基、取代或未取代的C2-C30杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂二次电池，包括：正极，其包含锂离子嵌入其中或从其脱嵌的正极活性物质；负极，其包含锂离子嵌入其中或从其脱嵌的负极活性物质；以及介于所述正极和负极之间的电解质，其中所述电解质包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂为选自如下的一种化合物：

【技术特征摘要】
2011.09.22 KR 10-2011-00958121.锂二次电池，包括：正极，其包含锂离子嵌入其中或从其脱嵌的正极活性物质；负极，其包含锂离子嵌入其中或从其脱嵌的负极活性物质；以及介于所述正极和负极之间的电解质，其中所述电解质包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂为选自如下的一种化合物：其中所述添加剂为基于吲唑的化合物，其中所述正极包括形成在其表面上的膜，其中所述膜部分或完全地来源于所述电解质中的所述添加剂，和其中所述负极活性物质为选自如下的至少一种材料：石墨、软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物和煅烧焦炭。2.权利要求1的锂二次电池，其中所述添加剂为选自如下的至少一种化合物：3.权利要求1的锂二次电池，其中所述添加剂的量在约0.005-约10重量％的范围内，基于所述电解质的总重量。4.权利要求1的锂二次电池，其中所述添加剂的量在约0.01-约5重量％的范围内，基于所述电解质的总重量。5.权利要求1的锂二次电池，其中所述锂盐为选自如下的一种化合物：LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)3C、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO2、LiAlCl4、LiBPh4、其中x和y为自然数的LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)、LiCl、LiI、双草酸硼酸锂(LIBOB)、及其组合。6.权利要求1的锂二次电池，其中所述非水有机溶剂为基于碳酸酯的溶剂、...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜润锡，朴珉植，文晙荣，朴晋焕，李东埈，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR