公开了一种包括锂盐和溶剂的非水性电解质，基于电解质的重量计，此电解质包括1-10wt％的式1化合物或其分解产物，以及1-10wt％的脂肪族二腈化合物；以及一种包括上述的非水性电解质的电化学装置。同时公开了一种电化学装置，包括：阴极，其具有在阴极活性材料表面与脂肪族二腈化合物之间形成的复合物；以及非水性电解质，基于该电解质的重量计，其包括1-10wt％式1的化合物或其分解产物。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是申请日为2007年2月15日、申请号为200780005439. 1、名称为"安全性 得到改进的非水性电解质及电化学装置"的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种安全性得到改进的非水性电解质，并涉及包括有此非水性电解质 的电化学装置。
技术介绍
近来，随着电子装置变成无线且可携带性提高，以非水性电解质为基础、并且具有 高电容与高能量密度的二次电池在实践中被用作电子装置的驱动源。锂二次电池是非水性 二次电池的典型实例，包括阴极、阳极以及电解质，并且能充放电，这是由于在充电过程中 从阴极活性材料释出的锂离子会嵌入阳极活性材料并在放电过程中脱嵌，从而使得锂离子 在二电极之间来回移动，并起到传递能量的作用。这种高容量锂二次电池的优点在于，由于 其能量密度高，因此可以长时间使用。然而，锂二次电池的问题在于，该电池长时间暴露于 由其驱动期间所产生的内部热量而产生的高温下时，由于电解质氧化导致的产生气体，具 有阴极（例如锂过渡金属氧化物）、阳极（例如晶体碳或非晶体碳）和隔膜的电池的稳定结 构会发生变化，进而降低电池的性能，或者在严重的情形下，会因为内部短路而使电池起火 并爆炸。 为了解决这类问题，近来已进行多种尝试以提高电池的高温安全性，这些尝试包 括（1)使用具有高熔点的多孔性聚烯烃基隔膜，它在内部/外部热环境中不容易熔化；或 (2)添加不易燃有机溶剂至含有锂盐与易燃有机溶剂的非水性电解质中。 然而，聚烯烃基隔膜具有一缺点在于，它通常具有较厚的薄膜厚度以达到高熔点 并防止内部短路的效果。此较厚的薄膜厚度相对地减少了阴极与阳极的负载量，因此难以 达成高电容量的电池，或者在严重的情形下降低了电池的性能。同时，聚烯烃基隔膜由如PE 或PP等聚合物组成，这些聚合物的熔点大约为150°C，因此当电池长时间暴露于高于150°C 的高温下时，隔膜会熔化，造成电池内部的短路，进而使电池起火并爆炸。 同时，具有包含锂盐、环状碳酸酯与直链碳酸酯的易燃非水性电解质的锂二次电 池在高温下具有下列问题：（1)由于锂过渡金属氧化物与碳酸酯溶剂之间的反应，会产生 大量热量，进而导致电池短路并且起火，以及（2)由于非水性电解质自身的易燃性，不能获 得热稳定的电池。 近来，人们正在致力于通过添加具有阻燃性的磷（P)基化合物来解决与电解质的 易燃性相关的问题，但是该化合物会引起加速不可逆反应的问题，包括电池中的锂侵蚀从 而大幅劣化电池的性能与效率。
技术实现思路
本专利技术人发现同时使用氟代碳酸亚乙酯（FEC)化合物以及脂肪族二腈化合物作 为电解质添加剂时，这些化合物在电池的性能以及电池的安全性方面具有协同作用，例如 在防止电池在过充电状态起火和/或防止电池在高于150°C的高温时的内部短路所引起的 起火/爆炸方面具有协同作用。本专利技术基于上述发现而进行。 本专利技术提供了一种包括锂盐和溶剂的非水性电解质以及包含该非水性电解质的 电化学装置，所述电解质包括（基于所述电解质的重量计）I-IOwt %的式1化合物或其分解 产物，以及I-IOwt %的脂肪族二腈化合物： 【主权项】1. 一种包括锂盐和溶剂的非水性电解质，所述电解质基于该电解质的重量计，包括 1-lOwt%的氟代碳酸亚乙酯或其分解产物，以及l-3wt%的丁二腈， 其中还加入脂肪族单腈化合物至该电解质中。2. 权利要求1的非水性电解质，其中所述溶剂包括至少一种环状碳酸酯和至少一种直 链碳酸酯中的一者或两者，所述环状碳酸酯选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯以及Y-丁内酯， 所述直链碳酸酯选自碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯以及碳酸甲基丙基酯。3. 权利要求1的非水性电解质，其中选自烯类化合物、含硫化合物以及基于内酰胺的 化合物的化合物也被加入该电解质，所述化合物可在阳极表面形成钝化层。4. 一种电化学装置，包括阴极、阳极以及权利要求1-3任一项的非水性电解质。5. -种电化学装置，包括：阴极，其具有阴极活性材料表面与丁二腈之间形成的复合 物；以及非水性电解质，其包括l-l〇wt%的氟代碳酸亚乙酯或其分解产物，基于所述电解 质的重量计。6. 权利要求5的电化学装置，所述阴极活性材料表面与丁二腈之间的所述复合物以下 列二种方式之一形成：通过高温处理由添加有基于电解质的重量计1-3重量％丁二腈的电 解质所制备得到的电化学装置；或者通过将包含涂覆于集电器上的所述阴极活性材料的阴 极浸入添加有基于电解质的重量计1-3重量％丁二腈的电解质之中，并接着进行高温热处 理。7. 权利要求6的电化学装置，其中所述高温处理在组装该电化学装置之前或之后，以 等于或大于30°C的温度进行。【专利摘要】公开了一种包括锂盐和溶剂的非水性电解质，基于电解质的重量计，此电解质包括1-10wt％的式1化合物或其分解产物，以及1-10wt％的脂肪族二腈化合物；以及一种包括上述的非水性电解质的电化学装置。同时公开了一种电化学装置，包括：阴极，其具有在阴极活性材料表面与脂肪族二腈化合物之间形成的复合物；以及非水性电解质，基于该电解质的重量计，其包括1-10wt％式1的化合物或其分解产物。【IPC分类】H01M10-058, H01M10-0569, H01M10-38, H01M10-0567【公开号】CN104795594【申请号】CN201510114409【专利技术人】金映洙, 安谆昊, 河秀玹 【申请人】株式会社Lg化学【公开日】2015年7月22日【申请日】2007年2月15日【公告号】CN101385184A, EP2005511A1, EP2005511A4, EP2005511B1, US9093719, US20100167131, US20120129053, WO2007094625A1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包括锂盐和溶剂的非水性电解质，所述电解质基于该电解质的重量计，包括1‑10wt％的氟代碳酸亚乙酯或其分解产物，以及1‑3wt％的丁二腈，其中还加入脂肪族单腈化合物至该电解质中。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金映洙，安谆昊，河秀玹，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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