锂盐以及具有该锂盐的电解质溶液及锂电池制造技术

一种锂盐，包括：锂离子；以及具有式(I)的阴离子，其中，R1至R5独立选自氢原子、氰基、氟原子及C1-C5烷基所组成的组中的至少一种，该C1-C5烷基被至少一个氟原子取代。本发明专利技术还提供一种具有该锂盐的电解质溶液以及锂电池，使电池处于高温时仍具有高导电度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂盐，特别涉及一种用于锂电池的锂盐及具有该锂盐的电解质和锂电池。
技术介绍
近几年，随着锂电池跨入新能源汽车与储能系统，锂电池市场占有率从2.5％提高到20％。如美国Zpryme公司预测，2014年全球智能电网市场规模将达1,714亿美元；在终端运用市场方面，美国派克研究(Pike Research)最新报告也指出，2015年全球公车市场，将有32,000辆采用替代能源驱动日渐扩大的商机，将推动全球对于锂电池的大量需求。这代表着电动车与动力电池市场即将来临。因此，考量新型耐高温锂离子电池的设计也日趋重要。所谓的二次锂电池，指利用锂离子在阴、阳极材料中做可循环充电与放电的电池，一般市面已商业化的二次锂电池上仍大量使用石墨材料(Maso carbon Micro Board，MCMB)为阳极材料主体，在初始的充放电循环中，石墨表面与电解质发生反应，以在阳极形成钝性保护膜(Solid Electrolyte Interface，SEI)，此钝性保护膜避免阳极材料表面崩解与电解质裂解，进而稳定电池充放电循环，此钝性保护膜对于电池寿命具有决定性影响。但是，电池长期处于高温环境下，电池内电解质溶液中的锂盐(通常为六氟磷酸锂，LiPF6)容易裂解成为强路易士酸PF5-与HF，进而破坏电极材料结构与钝性保护膜的性质，故电池性能会随着温度的上升而衰退。一般商业化使用的六氟磷酸锂电解质溶液具有高电容量与低成本的特性，但其化学结构性质易在高温环境下发生裂解，造成电池膨胀与性能衰退，进而影响锂离子电池在电动车中的实用性，大部分提出的解决办法为改用其它不会生成钝性保护膜的电极材料、在电解质溶液中添加不同种类的添加剂来改善钝性保护膜的性质、或是在制备阴/阳电极前就针对颗粒表面进行改质以避免遭受攻击。但是这些方法都会使得制备电池步骤变为更加繁琐与复杂。因此，为了改善锂电池与电解质溶液中的上述问题，仍有提升锂盐耐热性及导电度的需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种锂盐，包括：锂离子；以及具有式(I)的阴离子，其中，R1至R5独立选自氢原子、氰基、氟原子及C1-C5烷基所组成的组中的至少一种，其中，该C1-C5烷基被至少一个氟原子取代。一具体实施例中，该锂盐的R2至R5为氰基，且R1为-C2H4CF3。另一具体实施例中，该锂盐的R2至R5为氰基，且R1为-CF3。本专利技术还提供一种电解质溶液，包括有机溶剂以及本专利技术的锂盐。本专利技术又提供一种包括本专利技术的锂盐的锂电池。本专利技术所提供的耐高温锂盐的电解质溶液，可提供良好的离子导电度，对于电池在高温下的循环寿命有非常正面的结果，可有效运用于电动车的引擎使用环境。附图说明图1为本专利技术锂电池的结构剖视示意图；图2为实施例1第二阶段生成物(四氰基-2-三氟丁基苯并咪唑)的红外光谱；图3为实施例1合成锂盐的各阶段的红外光谱；图4为实施例2合成的锂盐的1H-NMR光谱；图5为实施例1及比较例1的电解质溶液导电度测试图；以及图6为实施例2的电解质溶液C的变温离子导电度测试结果。主要组件符号说明10阳极110第一导电组件120阳极金属箔20阴极210第二导电组件220阴极金属箔30隔离膜300开口40容置空间50封装结构。具体实施方式以下通过特定的具体实施例详细说明本专利技术的
技术实现思路
及实施方式，该领域技术人员可由本说明书所记载的内容轻易地了解本专利技术的优点及功效。本专利技术也可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所记载的内容，以供该领域技术人员了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的前提下，均应仍落在本专利技术所记载的
技术实现思路
所涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“顶”、“底”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当也视为本专利技术可实施的范畴。本专利技术提供一种锂盐，包括：锂离子；以及具有式(I)的阴离子，其中，R1至R5独立选自氢原子、氰基、氟原子及C1-C5烷基所组成的组中的至少一种，该C1-C5烷基被至少一个氟原子取代。一具体实施例中，R1为氟原子或C1-C3全氟烷基；R2及R3独立选自氟原子或氰基。该经至少一个氟原子取代的C1-C5烷基可部份经取代，如-CH2F、-C2H4CF3、-C3H6C2F5、-C1H2C2F5、-C2F4CH3等，也可为C1-C5全氟烷基。在本说明书中所用的名词“全氟烷基”，意指碳链上的氢原子全部以氟原子取代的烷基，诸如-CF3、-C2F5、-C3F7或-C5F11等。一具体实施例中，该锂盐的R2至R5为氰基，且R1为-C2H4CF3。另一具体实施例中，该锂盐的R2至R5为氰基，且R1为-CF3。一具体实施例中，还提供一种电解质溶液，其包括有机溶剂及本专利技术的锂盐。该电解质溶液的非限制性实例如下：可选自γ-丁内酯(γ-butyrolactone，简称GBL)、碳酸乙烯酯(ethylene carbonate，简称EC)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate，简称PC)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate，简称DEC)、乙酸丙酯(propyl acetate，简称PA)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，简称DMC)及碳酸甲乙酯(ethylmethyl carbonate，简称EMC)所组成的组中的至少一种。此外，本专利技术的电解质溶液中，除了本专利技术的锂盐，也可与其它锂盐混合使用，举例而言，与LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6、LiClO4、LiAlCl4、LiGaCl4、LiNO3、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2CF3)2、LiSCN、LiO3SCF2CF3、LiC6F5SO3、LiO2CCF3、LiSO3F、LiB(C6H5)4及LiCF3SO3所组成的组中的至少一种混合使用。本专利技术的电解质溶液可用于锂电池，该锂电池的结构如图1所示，其包括：阳极10；阴极20；以及隔离膜30，夹置于该阳极10与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂盐，包括：锂离子；以及具有式(I)的阴离子，其中，R1至R5独立选自氢原子、氰基、氟原子及C1?C5烷基所组成的组中的至少一种，所述C1?C5烷基被至少一个氟原子取代。

【技术特征摘要】
2012.11.02 TW 1011406731.一种锂盐，包括：
锂离子；以及
具有式(I)的阴离子，
其中，R1至R5独立选自氢原子、氰基、氟原子及C1-C5烷基所组成
的组中的至少一种，所述C1-C5烷基被至少一个氟原子取代。
2.如权利要求1所述的锂盐，其特征在于，R2至R5为氰基，且R1
为-C2H4CF3。
3.如权利要求1所述的锂盐，其特征在于，R2至R5为氰基，且R1
为-CF3。
4.一种电解质溶液，包括有机溶剂及如权利要求1-3中任一项所述的
锂盐。
5.如权利要求4所述的电解质溶液，其中所述有机溶液选自γ-丁内
酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、乙酸丙酯、碳酸二甲酯及碳
酸甲乙酯所组成的组中的至少一种。
6.一种锂电池，包括如权利要求4或5所述的电解质溶液。
7.如权利要求6所述的锂电池，包括：
阳极；
阴极；以及
隔离膜，夹置于所述阳极与阴极之间，且所述隔离膜具有贯穿的开口，
使其与所述阳极与阴极构成容置空间，以容纳如权利要求4或5所述的电
解质溶液。
8.如权利要求7所述的锂电池，其中，
所述阳极包括：
第一导电组件，以及
阳极金属箔，形成于所述第一导电组件之上，使所述第一导电组件夹
置于所述隔离膜与阳极金属箔之间；及
所述阴极包括：
第二导电组件，以及
阴极金属箔，形成于所述第二导电组件之上，使所述第二导电组件夹
置于所述隔离膜与阴极金属箔之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王复民，
申请(专利权)人：中国石油化学工业开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：