锂二次电池用电解质以及包含其的锂二次电池制造技术

本发明专利技术提供了一种二次电池用电解质以及包含其的锂二次电池，该电解质包括式1表示的第一电解质溶液和式2表示的第二电解质溶液。[式1]M1N1X1‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】metal)组成的组中的至少一种金属，
[0020]X1和X2各自独立地为卤族元素，并且
[0021]n和m各自独立地为1至4的整数。
[0022]例如，第一电解质溶液可以是LiAlCl4‑
3SO2，第二电解质溶液可以是NaAlCl4‑
2SO2。
[0023]第一电解质溶液和第二电解质溶液的体积比可以为9:1至1:9。
[0024]根据本专利技术的另一方面，提供了一种锂二次电池，其包括正极、负极、隔膜和所述锂二次电池用电解质。
[0025][有益效果][0026]由于本专利技术的锂二次电池用电解质具有高离子传导性，因此即使在锂二次电池在0℃以下的低温条件下运行时，容量特性也优异。
附图说明
[0027]本说明书所附的以下附图通过实例示出了本专利技术的优选实施例，并且与下面给出的本专利技术的详细描述一起用于使本专利技术的技术构思能够得到进一步理解，因此，本专利技术不应当仅用这些附图中的内容来解释。
[0028]图1是根据实施例1制备的锂二次电池的室温和低温下的充放电图；
[0029]图2是根据比较例1制备的锂二次电池的室温和低温下的充放电图；和
[0030]图3是根据比较例4制备的锂二次电池的室温和低温下的充放电图。
具体实施方式
[0031]在下文中，将更详细地描述本专利技术。
[0032]将理解的是，在本说明书和权利要求中使用的词语或术语不应被解释为常用词典中定义的含义，并且将进一步理解的是，应该基于专利技术人可以适当地定义词语或术语的含义以最佳地解释本专利技术的原则，将词语或术语解释为具有与其在相关技术语境中的含义和本专利技术的技术构思一致的含义。
[0033]本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施方式的目的，并且不旨在限制本专利技术。在说明书中，除非相反地指出，否则单数形式的术语可以包括复数形式。
[0034]将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”、“包含”或“具有”时，是指定所述特征、数字、步骤、要素或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数字、步骤、要素或其组合。
[0035]<锂二次电池用电解质>
[0036]本专利技术的锂二次电池用电解质包括下式1表示的第一电解质溶液和下式2表示的第二电解质溶液。
[0037][式1][0038]M1N1X1‑
n(SO2)
[0039][式2][0040]M2N2X2‑
m(SO2)
[0041]在式1和式2中，
[0042]M1和M2各自独立地为碱金属，但彼此不同，
[0043]N1和N2各自独立地为选自由碱金属、过渡金属和后过渡金属组成的组中的至少一种金属，
[0044]X1和X2各自独立地为卤族元素，并且
[0045]n和m各自独立地为1至4的整数。
[0046]通常，含有锂盐和有机溶剂的有机电解质溶液已被用作锂二次电池的电解质，但是，由于有机电解质溶液是高度易燃的，因此在使用有机电解质溶液时，可能会在电池的运行过程中造成严重的安全问题。此外，有机电解质溶液在室温下稳定，但由于在0℃以下的低温下电解质溶液中电子和离子的传递不顺畅，因此离子电导率降低，因此存在电池容量无法充分实现而导致电池无法运行的问题。然而，随着近来电池应用领域的扩大，对即使在低温环境下也可使用的电池的需求在增加。
[0047]因此，为了解决上述问题，本专利技术的专利技术人设计了一种锂二次电池用电解质，其包括两种以上的不同类型的(无机)电解质。
[0048]本专利技术的无机电解质在低温环境下保持液相的同时可以保持高离子电导率。因此，对于使用该无机电解质的锂二次电池，在低温下充分实现容量，并且锂二次电池可以正常运行。
[0049]具体而言，在式1和式2中，
[0050]M1和M2可以各自独立地为选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)和铯(Cs)组成的组中的至少一种碱金属。
[0051]此外，N1和N2可以各自独立地为选自由铝(Al)、镓(Ga)、铜(Cu)、锰(Mn)、钴(Co)、锌(Zn)和钯(Pd)组成的组中的至少一种金属。
[0052]卤族元素可以包括选自由氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)组成的组中的至少一种。
[0053]作为一个具体实例，第一电解质溶液可以是LiAlCl4‑
3SO2，第二电解质溶液可以是NaAlCl4‑
2SO2。
[0054]在将LiAlCl4‑
3SO2单独用作锂二次电池用电解质的情况下，与混合使用NaAlCl4‑
2SO2的情况相比，低温性能降低。
[0055]相反，在将NaAlCl4‑
2SO2单独用作锂二次电池用电解质的情况下，由于电解质中仅存在钠离子(Na
+
)，因此由于锂离子(Li
+
)的缺失，电池中的电阻可能增加。
[0056]因此，在本专利技术中，需要使用包含LiAlCl4‑
3SO2和NaAlCl4‑
2SO2的锂二次电池用电解质。
[0057]在这种情况下，第一电解质溶液和第二电解质溶液可以以9:1至1:9、优选9:1至2:8、更优选9:1至4:6的体积比包含LiAlCl4‑
3SO2和NaAlCl4‑
2SO2。在以上述体积比包含并使用LiAlCl4‑
3SO2和NaAlCl4‑
2SO2的情况下，由于提供了具有高离子电导率的电解质、同时即使在低温环境下也可以嵌入和脱嵌锂，因此电池可以正常运行。
[0058]<锂二次电池>
[0059]接下来，将描述本专利技术的锂二次电池。
[0060]本专利技术实施方式的锂二次电池包括正极、负极和锂二次电池用电解质，并且可以选择性地进一步包括可以设置在正极和负极之间的隔膜。在这种情况下，由于锂二次电池用电解质与上述相同，因此将省略其详细描述。
[0061]本专利技术的锂二次电池的相对于室温的0℃容量保持率可以为96％以上，优选为98％以上，更优选为98.5％以上。本专利技术的锂二次电池的0℃容量保持率通过以下等式1计算。
[0062][等式1][0063]0℃容量保持率(％)＝{0℃下的容量/室温(25℃)下的容量}
×
100
[0064]容量保持率是使用锂嵌入容量和脱嵌容量来计算的，锂嵌入容量和脱嵌容量使用充电/放电装置在保持温度和湿度的密闭室内测量。
[0065]与使用常规有机电解质的锂二次电池或使用包含单一二氧化硫
‑
碱金属盐的无机电解质的锂二次电池相比，本专利技术的锂二次电池具有更好的低温容量特性。
[0066]正极可以通过用包含正极活性材料、电极用粘合剂、电极用导电剂和溶剂的正极活性材料浆料涂覆正极集流体来制备。
[0067]正极集流体没有特别限制，只要其具有导电性且不会在电池中引起不利的化学变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂二次电池用电解质，其包括：式1表示的第一电解质溶液；和式2表示的第二电解质溶液：[式1]M1N1X1‑
n(SO2)[式2]M2N2X2‑
m(SO2)其中，在式1和式2中，M1和M2各自独立地为碱金属，但彼此不同，N1和N2各自独立地为选自由碱金属、过渡金属和后过渡金属组成的组的至少一种金属，X1和X2各自独立地为卤族元素，并且n和m各自独立地为1至4的整数。2.如权利要求1所述的锂二次电池用电解质，其中，M1和M2各自独立地包括选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)和铯(Cs)组成的组的至少一种。3.如权利要求1所述的锂二次电池用电解质，其中，N1和N2各自独立地包括选自由铝(Al)、镓(Ga)、铜(Cu)、锰(Mn)、钴(Co)、锌(Zn)和钯(Pd)组成的组的至少一种。4.如权利要求1所述的锂二次电池用电解质，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金贞吉，郑凡永，金翰秀，金娥永，郑澔载，李祉焕，
申请(专利权)人：汉阳大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：