用于可再充电锂电池的电解液和可再充电锂电池制造技术

本发明专利技术公开了一种用于可再充电锂电池的电解液和可再充电锂电池，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其中所述添加剂包括由化学式1表示的化合物。[化学式1]

Electrolyte and rechargeable lithium battery for rechargeable lithium battery

【技术实现步骤摘要】
用于可再充电锂电池的电解液和可再充电锂电池相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0075809号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术公开了用于可再充电锂电池的电解液和包括其的可再充电锂电池。
技术介绍
可再充电锂电池可以再充电，并且每单位重量的能量密度高达传统铅蓄电池、镍-镉电池、镍氢电池、镍锌电池等的三倍或更多倍。其也可以以高倍率充电，并因此在商业上制造用于笔记本电脑、手机、电动工具、电动自行车等，并且已经积极开展了提高附加能量密度的研究。这种可再充电锂电池是通过将电解液注入到电池单电池(batterycell)中来制造，所述电池单电池包括：包括能够嵌入/脱嵌锂离子的正极活性物质的正电极，和包括能够嵌入/脱嵌锂离子的负极活性物质的负电极。具体地，电解液包括其中溶解锂盐的有机溶剂，并且关键地决定可再充电锂电池的稳定性和性能。最常用作电解液锂盐的LiPF6具有与电解溶剂反应而促进溶剂消耗并产生大量气体的问题。当LiPF6分解时，其产生LiF和PF5，这导致电池中的电解液消耗，导致高温性能下降且安全性差。需要抑制这种锂盐的副反应并提高电池性能的电解液。
技术实现思路
一个实施方式提供了一种能够提高高温稳定性和功率特性的用于可再充电锂电池的电解液。另一实施方式提供了一种包括用于可再充电锂电池的电解液的可再充电锂电池。本公开的一个实施方式提供了一种用于可再充电锂电池的电解液，其包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其中添加剂包括由化学式1表示的化合物。[化学式1]在化学式1中，R1至R4独立地为氢、氰基、卤素、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C1至C10烷氧基、取代或未取代的C2至C10烯基、取代或未取代的C2至C10炔基、取代或未取代的C3至C10环烷基，或取代或未取代的C3至C10环烯基。R1至R4可独立地为取代或未取代的C1至C6烷基、取代或未取代的C1至C6烷氧基、取代或未取代的C2至C6烯基，或取代或未取代的C2至C6炔基。R1至R4可独立地为被卤素或氰基取代或未取代的C1至C4烷基、被卤素或氰基取代或未取代的C1至C4烷氧基、被卤素或氰基取代或未取代的C2至C4烯基，或被卤素或氰基取代或未取代的C2至C4炔基。基于用于可再充电锂电池的电解液的总重量，由化学式1表示的化合物的含量可为约0.05wt％至约3wt％。基于用于可再充电锂电池的电解液的总重量，由化学式1表示的化合物的含量可为约0.1wt％至约2wt％。添加剂可进一步包括下述中的至少一种另外的添加剂：乙烯基碳酸亚乙酯(VEC)、氟代碳酸亚乙酯(FEC)、丙烯磺酸内酯(PST)、丙烷磺酸内酯(PS)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双(草酸)硼酸锂(LiBOB)、琥珀腈(SN)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、2-氟联苯(2-FBP)及其组合。基于用于可再充电锂电池的电解液的总重量，另外的添加剂的含量可为约0.1wt％至约10wt％。另一实施方式提供了一种可再充电锂电池，其包括正电极；负电极和电解液。可再充电锂电池可实现提高的高温稳定性和功率特性。附图说明图1为显示根据本公开的一个实施方式的可再充电锂电池的示意图。<符号说明>100:可再充电锂电池112:负电极113:隔板114:正电极120:电池壳体140:密封构件具体实施方式下文详细说明了本公开的实施方式。然而，这些实施方式是示例性的，本专利技术不限于此，并且本专利技术由权利要求的范围限定。如本文所使用，当没有另外提供定义时，“取代的”是指化合物中的氢被选自下述的取代基取代：卤素原子(F、Br、Cl或I)、羟基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨甲酰基、巯基、酯基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C7至C30芳基烷基、C1至C4烷氧基、C1至C20杂烷基、C3至C20杂芳基烷基、C3至C30环烷基、C3至C15环烯基、C6至C15环炔基、C2至C20杂环烷基及其组合。下文，描述了根据一个实施方式的用于可再充电锂电池的电解液。根据一个实施方式的用于可再充电锂电池的电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其中添加剂包括由化学式1表示的化合物。[化学式1]在化学式1中，R1至R4独立地为氢、氰基、卤素、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C1至C10烷氧基、取代或未取代的C2至C10烯基、取代或未取代的C2至C10炔基、取代或未取代的C3至C10环烷基，或取代或未取代的C3至C10环烯基。由化学式1表示的化合物在一个分子中包括两个磺酸酯基，并因此对电解液中的还原反应具有有利的LUMO能级，因而可容易地在负电极表面上分解，并且因此在其上形成具有优异离子导电性的坚固SEI(固体电解液界面)膜。SEI膜的初始形成可抑制高温循环期间可能发生的负电极表面的分解，并防止电解液的氧化反应，并且因此降低了可再充电锂电池中的电阻增加率。例如，R1至R4可独立地为取代或未取代的C1至C6烷基、取代或未取代的C1至C6烷氧基、取代或未取代的C2至C6烯基，或取代或未取代的C2至C6炔基。例如，R1至R4可独立地为被卤素或氰基取代或未取代的C1至C4烷基、被卤素或氰基取代或未取代的C1至C4烷氧基、被卤素或氰基取代或未取代的C2至C4烯基，或被卤素或氰基取代或未取代的C2至C4炔基。基于用于可再充电锂电池的电解液的总重量，由化学式1表示的化合物的含量可为约0.05wt％至约3wt％，尤其约0.1wt％至约3wt％，并且更尤其约0.1wt％至约2wt％。当由化学式1表示的化合物的量在该范围内时，可抑制高温下的储存特性的初始电阻和电阻增加，并且因此可提高可再充电锂电池的功率特性。换句话说，当由化学式1表示的化合物的含量小于约0.05wt％时，高温下的储存特性可能劣化，而当大于约3wt％时，界面电阻可能增加。根据一个实施方式的添加剂可进一步包括下述中的至少一种另外的添加剂：乙烯基碳酸亚乙酯(VEC)、氟代碳酸亚乙酯(FEC)、丙烯磺酸内酯(PST)、丙烷磺酸内酯(PS)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双(草酸)硼酸锂(LiBOB)、琥珀腈(SN)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、2-氟联苯(2-FBP)及其组合。本文中，基于用于可再充电锂电池的电解液的总重量，另外的添加剂的含量可为约0.1wt％至约10wt％，尤其约0.1wt％至约5wt％，例如约1wt％至约5wt％。当在该范围内使用另外的添加剂时，可实现有效抑制电池电阻增加，并具有大大提高的循环寿命特性的可再充电锂电池。...

【技术保护点】
1.一种用于可再充电锂电池的电解液，其包括：/n非水有机溶剂、锂盐和添加剂，/n其中所述添加剂包括由化学式1表示的化合物：/n[化学式1]/n

【技术特征摘要】
20180629 KR 10-2018-00758091.一种用于可再充电锂电池的电解液，其包括：
非水有机溶剂、锂盐和添加剂，
其中所述添加剂包括由化学式1表示的化合物：
[化学式1]



其中，在化学式1中，
R1至R4独立地为氢、氰基、卤素、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C1至C10烷氧基、取代或未取代的C2至C10烯基、取代或未取代的C2至C10炔基、取代或未取代的C3至C10环烷基，或取代或未取代的C3至C10环烯基。


2.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液，其中所述R1至R4独立地为取代或未取代的C1至C6烷基、取代或未取代的C1至C6烷氧基、取代或未取代的C2至C6烯基，或取代或未取代的C2至C6炔基。


3.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液，其中R1至R4独立地为被卤素或氰基取代或未取代的C1至C4烷基、被卤素或氰基取代或未取代的C1至C4烷氧基、被卤素或氰基取代或未取代的C2至...

【专利技术属性】
技术研发人员：李河林，朴寭真，禹明希，林珍赫，崔玆奉，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR