用于锂二次电池的添加剂、电解质和包括其的锂二次电池制造技术

本文公开了用于锂二次电池的添加剂，该添加剂包括由式1表示的化合物。用于锂二次电池的电解质包括：锂盐；非水有机溶剂；和包括由式1表示的化合物的添加剂。锂二次电池包括：阴极；阳极；和含有包括由式1表示的化合物的添加剂的电解质。式1

【技术实现步骤摘要】
用于锂二次电池的添加剂、电解质和包括其的锂二次电池相关申请的交叉引用本申请要求于2019年1月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2019-0000857的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开的实施方式涉及用于锂二次电池的添加剂、电解质和包括其的锂二次电池。
技术介绍
锂二次电池用作用于驱动便携式电子电器(比如，摄像机、移动电话和笔记本电脑)的电源。可再充电锂二次电池可具有相比于现有的铅电池、镍-镉电池、镍金属氢化物电池和镍-锌电池三倍高的每单位重量的能量密度，并且可以以高速度充电。因为锂二次电池在高驱动电压下操作，所以不应使用与锂具有高反应性的水性电解质。有机电解质通常用作锂二次电池中的电解质。通过将锂盐溶解在有机溶剂中制备有机电解质。有机溶剂在高电压下是稳定的，并且具有高离子导电性、高介电常数和低粘度。然而，可用作电解质的锂盐的LiPF6具有这样的问题：它与电解质溶剂反应而促进溶剂的消耗并且产生大量气体。当LiPF6分解时，产生LiF和PF5-，其造成电池中电解质的消耗，导致高温性能的劣化和差的安全性。因此，需要用于锂二次电池的电解质，其能够提供其中抑制或减少前述电解质的副反应并且具有提高的寿命特性和高温稳定性的锂二次电池。
技术实现思路
根据实施方式的方面，提供了新型的用于锂二次电池的添加剂。根据实施方式的另一方面，提供了用于锂二次电池的电解质，该电解质包括该添加剂。根据实施方式的另一方面，提供了包括该电解质的锂二次电池。实施方式的另外方面将部分地在随后的描述中陈述，并且部分地从描述中将是明显的，或可通过呈现的本公开的实施方式的实践而获知。根据本公开的实施方式的方面，提供了用于锂二次电池的电解质的添加剂，其包括由下面式1表示的化合物：式1在上述式1中，X1为N(R9)、O或S，b1选自0至3的整数，当b1为0时，L1和L2彼此直接连接，并且当b1为2或更大时，多个X1(例如，数量为b1的X1)彼此相同或不同，L1和L2各自独立地选自取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C2-C30烯基、取代或未取代的C2-C30炔基、取代或未取代的C2-C30烷氧基烷基和取代或未取代的C1-C30烷基胺基，a1和a2各自独立地选自0至10的整数，当a1为2或更大时，多个L1(例如，数量为a1的L1)彼此相同或不同，当a2为2或更大时，多个L2(例如，数量为a2的L2)彼此相同或不同，并且a1+a2为1或更大，R1至R9各自独立地选自取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C2-C30烯基和取代或未取代的乙烯基，并且取代的C1-C30烷基、取代的C2-C30烯基、取代的C2-C30炔基、取代的C2-C30烷氧基烷基、取代的C1-C30烷基胺基和取代的乙烯基的取代基为选自下述中的至少一种：C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C1-C20烷氧基、乙烯基、卤素、氰基、羟基和硝基。根据本公开的实施方式的另一方面，提供了用于锂二次电池的电解质，其包括：锂盐；非水有机溶剂；和包括由式1表示的化合物的添加剂。根据本公开的实施方式的另一方面，提供了锂二次电池，其包括：阴极；阳极；和含有包括由式1表示的化合物的添加剂的电解质。附图说明本公开的某些实施方式的上述和其他方面和特征将从结合附图的下述描述中更明显，其中：图1为根据实施方式的锂二次电池的示意性透视图。图2为示出使用循环伏安法(CV)测量的根据制备例1和比较制备例1的电解质的阳极循环电压电流的图；图3为示出根据实施例1至4和比较例1至3的锂二次电池在25℃下每循环的放电容量变化的图；并且图4为示出根据实施例1至4和比较例1至3的锂二次电池在60℃下电阻(DCIR)变化的图。具体实施方式下文，将更详细描述根据实施方式的用于锂二次电池的添加剂、包括该添加剂的有机电解质和采用该电解质的锂二次电池。如本文所使用，“Ca-Cb”中的“a”和“b”指官能团中碳原子的数量。例如，官能团可包括“a”至“b”个碳原子。所以，例如，术语“C1-C4烷基”指具有1至4个碳原子的烷基，比如CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、(CH3)2CH-、CH3CH2CH2CH2-、CH3CH2CH(CH3)-或(CH3)3C-。取决于上下文，某些自由基命名法可包括单自由基或双自由基。例如，当一个取代基在剩余的分子中需要两个连接点时，应当理解取代基为双自由基。例如，取代基被认为是需要两个连接点的烷基，包括双自由基，比如-CH2-、-CH2CH2-或-CH2CH(CH3)CH2-。另一自由基命名法清晰指示自由基为双自由基，比如“亚烷基”或“亚烯基”。如本文所使用，术语“烷基”指支链或无支链的脂族烃基。在实施方式中，烷基可为取代的或未取代的。烷基的例子可包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、环丙基、环戊基、环己基和环庚基。在另一实施方式中，这些烷基可为选择性取代的。在另一实施方式中，烷基可包括1至6个碳原子。具有1至6个碳原子的烷基的例子可包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、戊基、3-戊基和己基。如本文所使用，术语“烯基”指包括至少一个碳-碳双键的具有2至20个碳原子的烃基，并且其例子包括但不限于乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、环丙烯基、环戊烯基、环己烯基和环庚烯基。在另一实施方式中，烯基可为取代的或未取代的。在另一实施方式中，烯基中碳原子的数量可为2至40，例如，2至30。如本文所使用，术语“炔基”指包括至少一个碳-碳三键的具有2至20个碳原子的烃基，并且其例子包括但不限于乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基和2-丁炔基。在另一实施方式中，炔基可为取代的或未取代的。在另一实施方式中，炔基中碳原子的数量可为2至40，例如2至30。如本文所使用，术语“烷氧基烷基”指其中两个支链或无支链的脂族烃基通过氧原子(O)连接的结构。烷氧基烷基的例子可包括但不限于甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、甲氧基异丙基、甲氧基丁基、甲氧基叔丁基、甲氧基戊基、甲氧基己基、甲氧基环戊基、甲氧基环己基、甲氧基环庚基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、乙氧基异丙基、乙氧基叔丁基、乙氧基戊基、乙氧基己基、乙氧基环丙基、乙氧基环戊基、乙氧基环己基和乙氧基环庚基。在另一实施方式中，它们中的每一个可为选择性取代的。如本文所使用，术语“烷基胺基”指其中支链或无支链的脂族烃基通过碳-氮键(例如，C-N键合)连接至胺基的结构。如本文所使用，术语“乙烯基”指由“CH2＝CH-*”(其中，*为与相邻原子的键合位点)表示的结构。如本文所描述，取代本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂二次电池的电解质的添加剂，所述添加剂包括由式1表示的化合物：/n式1/n

【技术特征摘要】
20190103 KR 10-2019-00008571.一种用于锂二次电池的电解质的添加剂，所述添加剂包括由式1表示的化合物：
式1



在式1中，
X1为N(R9)、O或S，
b1选自0至3的整数，当b1为0时，L1和L2彼此直接连接，并且当b1为2或更大时，多个X1彼此相同或不同，
L1和L2各自独立地选自取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C2-C30烯基、取代或未取代的C2-C30炔基、取代或未取代的C2-C30烷氧基烷基和取代或未取代的C1-C30烷基胺基，
a1和a2各自独立地选自0至10的整数，当a1为2或更大时，多个L1彼此相同或不同，当a2为2或更大时，多个L2彼此相同或不同，并且a1+a2为1或更大，
R1至R9各自独立地选自取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C2-C30烯基和取代或未取代的乙烯基，并且
所述取代的C1-C30烷基、所述取代的C2-C30烯基、所述取代的C2-C30炔基、所述取代的C2-C30烷氧基烷基、所述取代的C1-C30烷基胺基和所述取代的乙烯基的取代基为选自下述中的至少一种：C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C1-C20烷氧基、乙烯基、卤素、氰基、羟基和硝基。


2.根据权利要求1所述的添加剂，其中，
在式1中，L1和L2各自独立地选自：
亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基和亚庚基；和
各自被选自下述中的至少一种取代的亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基和亚庚基：甲基、乙基、丙基、乙烯基、-F、-Cl、-Br、-I、氰基、羟基和硝基。


3.根据权利要求1所述的添加剂，其中，
在式1中，a1+a2为1或2。


4.根据权利要求1所述的添加剂，其中，
在式1中，
b1为0，a1和a2中的每一个为1，并且L1和L2中的每一个为亚甲基。


5.根据权利要求1所述的添加剂，其中，
在式1中，R1至R9各自独立地选自：
C1-C30烷基、乙烯基、被选自下述中的至少一种取代的C1-C30烷基：甲基、乙基、丙基、丁基、-F、-Cl、-Br、-I、氰基、羟基和硝基。


6.根据权利要求1所述的添加剂，其中，
在式1中，R1至R9中的每一个为C1-C30烷基。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵原奭，帕维尔·沙图诺夫，奥尔加·特萨伊，姜伶慧，金爱兰，朴寭真，禹明希，俞德在，李太珍，李河林，林珍赫，崔玄奉，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR