一种二次电池用电解液及包括其的二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种包括乙二醛硫酸盐和氟代碳酸乙烯酯的二次电池用电解液及包括其的二次电池，所述二次电池在任何温度下都能长期保持稳定而优异的容量和输出特性，因此适用于要求高输出的领域。

An electrolyte for secondary batteries and a secondary battery including the same

The present invention relates to an electrolyte for secondary batteries including glyoxal sulfate and vinyl fluoride carbonate and a secondary batteries including the same. The secondary batteries can maintain stable and excellent capacity and output characteristics for a long time at any temperature, so they are suitable for areas requiring high output.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种二次电池用电解液及包括其的二次电池
本专利技术涉及一种包括乙二醛硫酸盐和氟代碳酸乙烯酯的二次电池用电解液及包括其的二次电池。所述二次电池在任何温度下都能长期保持稳定、优异的容量和输出特性，因此适用于要求高输出的领域。
技术介绍
随着对移动设备的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求急剧增加。在二次电池中，具有高能量密度、优异的寿命特性和低自放电率的锂二次电池得到商用并被广泛使用。近年来，随着人们对环境问题越来越关注，正在对能够取代造成空气污染的主要原因之一的汽油车和柴油车等化石燃料汽车的电动汽车和混合动力电动汽车进行大量研究。目前，正在积极地开展作为这些电动车和混合动力电动车的动力源而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，并且有些已实现商用化。这种锂二次电池由阴极、阳极和非水电解液组成，其中，所述阴极由嵌入和脱嵌锂离子的碳材料等形成，所述阳极由含锂氧化物等形成，所述非水电解液由将适量锂盐溶解在混合有机溶剂中而形成。另外，已知有用于提高所述非水电解液的输出稳定性而添加的各种添加剂和电解液组合物技术。例如，美国注册专利第6,506,524号公开了一种通过使用包括氟代碳酸乙烯酯的电解液在锂电池上形成稳定的膜来提高电池效率和长期性能的技术。另外，日本注册专利第5239119号公开了一种这样的技术：通过在二次电池用电解液中添加氟代碳酸乙烯酯，在阴极上形成具有高离子电导性的膜，从而防止阴极活性材料和电解液的直接接触，抑制电解液的分解和电池老化。此外，日本注册专利第5192237号公开了一种可通过使用包括氟代碳酸乙烯酯的电解液来抑制电池内部的电阻增加的技术。然而，尽管所述注册专利通过使用包括氟代碳酸乙烯酯的电解液而表现出了提高电池寿命特性的效果，但没有明确地指出在要求高输出的电池中的寿命特性以及在高温下长期保存时的电池输出和容量效果，所以有必要进行改进。另外，氟代碳酸乙烯酯在阴极上形成的膜虽然具有高离子电导性以及在常温下表现出优异的寿命，但在高温下，所述膜存在持续性降低的问题。
技术实现思路
(欲解决的技术问题)因此，需要研究和开发出一种电解液，改善从低温到高温的电池的特性，尤其是改善高输出以及长期保存后二次电池的特性。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够长期保持电池的高输出特性的二次电池用电解液及包括其的二次电池。(解决问题的手段)为了实现所述目的，本专利技术提供一种二次电池用电解液，包括：碳酸酯类溶剂；锂盐；下述化学式1的化合物；以及，下述化学式2的化合物，[化学式1][化学式2]另外，本专利技术提供一种包括所述二次电池用电解液的二次电池。(专利技术的效果)本专利技术的二次电池用电解液在二次电池的阴极表面上形成离子电导性高且在高温下稳定的膜，从而减少因电解液和电极直接接触而有可能发生的副反应。另外，包括所述二次电池用电解液的二次电池在任何温度下都长期保持稳定、优异的容量和输出特性，适合应用于要求高输出的领域。具体实施方式以下，对本专利技术进行详细说明。根据本专利技术的二次电池用电解液包括：碳酸酯类溶剂；锂盐；下述化学式1的化合物；以及，下述化学式2的化合物，[化学式1][化学式2]所述化学式1的化合物为已知的化合物(CASNo.496-45-7)，被称为双环乙二醛硫酸盐(bicyclo-glyoxalsulfate)、乙二醛硫酸盐(glyoxalsulfate)或3a,6a-二氢-[1,3,2]二氧杂双环[4,5-d][1,3,2]二氧杂环噻吩2,2,5,5-四氧化物(3a,6a-dihydro-[1,3,2]dioxathiolo[4,5-d][1,3,2]dioxathiole2,2,5,5-tetraoxide)等名称，可在市场上购买。另外，所述化学式1的化合物可以通过已知的合成方法制备，例如，以1,1,2,2-四氯乙烷作为起始原料，与硫酸等进行反应(参考美国注册专利第1,999,995号和美国注册专利第2,415,397号)。所述化学式2的化合物为已知的化合物(CASNo.114435-02-8)，通常被称为氟代碳酸乙烯酯(fluoroethylenecarbonate)，可从市场上购买，或者采用已知的合成方法制备。所述电解液可以包括相对于总重量0.1至10重量百分比的所述化学式1的化合物和0.05至10重量百分比的所述化学式2的化合物。具体地，所述电解液可以包括相对于总重量0.1至8重量百分比、0.2至5重量百分比或0.5至3重量百分比的所述化学式1的化合物；及，0.05至9重量百分比、0.1至8重量百分比或0.5至5重量百分比的所述化学式2的化合物。在包括所述含量范围内的化学式1的化合物时，具有在高温环境下抑制电池的电阻增加的效果以及防止常温下初始电阻过度增加的效果。另外，在包括所述含量范围内的化学式2的化合物时，所述电解液被以适当的厚度涂覆在电极的表面上，从而防止二次电池的电阻增加。优选地，所述碳酸酯类溶剂对所述锂盐和化学式1的化合物、化学式2的化合物(添加剂)具有高溶解度。具体地，所述碳酸酯类溶剂可以包括选自由碳酸二乙酯(diethylcarbonate)、碳酸甲乙酯(ethylmethylcarbonate)、碳酸二甲酯(dimethylcarbonate)、碳酸二丙酯(dipropylcarbonate)、碳酸甲丙酯(methylpropylcarbonate)、碳酸乙基丙酯(ethylpropylcarbonate)、碳酸亚乙酯(ethylenecarbonate)、碳酸亚丙酯(propylenecarbonate)、碳酸亚丁酯(butylenecarbonate)和γ-丁内酯(gamma-butyrolactone)组成的组的一种以上。更具体地，所述碳酸酯类溶剂可以包括选自由碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯和碳酸乙基丙酯组成的组的一种以上的线性碳酸酯类溶剂；及，选自由碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯和γ-丁内酯组成的组的一种以上环状碳酸酯类溶剂。所述碳酸酯类溶剂可以使用经过脱水的溶剂，具体地，碳酸酯类溶剂可以含有30重量ppm以下的水分。所述锂盐没有特别限制，只要是通常用于二次电池用电解液的即可。具体地，所述锂盐可以包括选自由LiPF6、LiBF4、LiBF6、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiSO3CF3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiN(SO2F)2和LiC(CF3SO2)3组成的组的一种以上。所述电解液可以包括相对于1L的所述碳酸酯类溶剂0.05至5.0摩尔的锂盐。具体地，所述电解液可以包括相对于1L的所述碳酸酯类溶剂0.1至5.0摩尔、0.1至3.0摩尔、0.1至2.5摩尔或0.5至3.0摩尔的锂盐。在包括所述范围内的锂盐时，可以确保合理的电解液的离子电导性，并且相对于所添加的锂盐浓度，可获得的电解液的离子电导性提升效果明显，所以非常经济。根据本专利技术的二次电池用电解液可以通过简单地混合和搅拌碳酸酯类溶剂、锂盐、由所述化学式1表示的乙二醛硫酸盐和由所述化学式2表示的氟代碳酸乙烯酯而进行制备。本专利技术提供一种包括所述二次电池用电解液的二次电池。具体地，所述二次电池可以包括：阳极，包括阳极活性材料；阴极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池用电解液，包括：碳酸酯类溶剂；锂盐；下述化学式1的化合物；以及，下述化学式2的化合物，[化学式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.23 KR 10-2016-01564411.一种二次电池用电解液，包括：碳酸酯类溶剂；锂盐；下述化学式1的化合物；以及，下述化学式2的化合物，[化学式1][化学式2]2.根据权利要求1所述的二次电池用电解液，其特征在于：所述碳酸酯类溶剂包括选自由碳酸二乙酯(diethylcarbonate)、碳酸甲乙酯(ethylmethylcarbonate)、碳酸二甲酯(dimethylcarbonate)、碳酸二丙酯(dipropylcarbonate)、碳酸甲丙酯(methylpropylcarbonate)、碳酸乙基丙酯(ethylpropylcarbonate)、碳酸亚乙酯(ethylenecarbonate)、碳酸亚丙酯(propylenecarbonate)、碳酸亚丁酯(butylenecarbonate)和γ-丁内酯(gamma-butyrolactone)组成的组的一种以上。3.根据权利要求2所述的二次电池用电解液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方智旻，辛正柱，
申请(专利权)人：SK化学公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR