有机电解液包括锂盐；含高介电常数溶剂和／或低沸点溶剂的有机溶剂；由式１表示的缩水甘油醚化合物，其中ｎ、Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］、Ｒ↓［５］、Ｒ↓［６］和Ａ如说明书中所述。在常规的有机电解液中，由于极性溶剂的分解，不可逆容量增加。使用所述有机电解液的锂电池通过抑制在电池的充电和放电过程中发生的负极活性材料的破裂而具有优异的充电／放电特性。因此，该锂电池可具有高稳定性、可靠性和充电／放电效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的各方面涉及包括缩水甘油醚化合物的有机电解液和使用其的 锂电池。更具体地，本专利技术的各方面涉及能够有效抑制副反应的包括缩水甘 油醚的有机电解液和能够通过使用该有机电解液改善电池充电/放电特性的4里电池。
技术介绍
由于便携式电子设备如摄像机、蜂窝式电话、笔记本电脑等变得更轻并 具有日益改善的性能，因此正在进行对用作这种便携式电子设备的电源的电 池的研究。特别地，由于可再充电锂二次电池的每单位重量的能量密度是常 规的铅蓄电池、镍-镉电池、镍-氢电池、镍-锌电池等的三倍，并且可快速充 电，因此正在积极研究可再充电锂二次电池。通常，由于锂电池一般在高工 作电压下运行，不能使用常规的含水电解质溶液。这是因为包含在负极中的 锂和含水溶液相互剧烈反应。因此，其中锂盐溶解在有机溶剂中的有机电解 液通常用作锂电池中的电解液。这种有机溶剂通常应当具有高离子传导率、 高介电常数和低粘度。但是，由于难以获得满足所有这些要求的单独的有机 溶剂，因此可使用混合溶剂，其包括例如具有高介电常数的有机溶剂和具有 低粘度的有机溶剂。当使用基于碳酸酯的极性非水溶剂时，包含在负极中的碳和锂二次电池 中的电解质在初始充电过程中相互反应，因此使用过量的电荷。在这种不可 逆反应中，在负极的表面上形成钝化层如固体电解质界面(SEI)膜。SEI膜使 电池能够稳定地充电和放电，而没有进一步的电解质溶液的分解(J. Power Sources, 51(1994)， 79-104)。 SEI膜还作为仅锂离子通过的离子隧道。通常， 有机溶剂使锂离子成为溶剂化物。因此，通常发生有机溶剂的共嵌入 (cointercalation),该溶剂使锂离子成为溶剂化物并在电池的充电和放电过程 中与锂离子移动到碳负极中。但是，上述SEI膜仅容许锂离子通过并防止有 机溶剂的共嵌入，由此防止由在电池的充电和放电过程中有机溶剂的共嵌入导致的负极结构的破坏。但是，由于通过重复充电和放电导致的活性材料的膨胀和收缩，SEI逐渐破裂，并从电极表面分离。之后，由于电解质直接接 触活性材料，因此电解质变得不断分解。SEI膜的裂紋由于电池的充电和放 电而发展，并使活性材料劣化。特别地，如果活性材料包括金属如硅，活性 材料体积的大的变化增加活性材料的劣化。另外，活性材料体积的重复膨胀和收缩引起硅颗粒的聚集。因此，为了解决现有技术的问题，还需要通过防止金属活性材料和电解 质之间的直接接触而不降低锂离子的离子传导率，改善电池的充电/放电特性。
技术实现思路
本专利技术的各方面提供通过使用缩水甘油醚化合物而阻止金属活性材料 和电解质之间的直接接触而不降低锂离子的离子传导率的有机电解液。本专利技术的各方面还提供通过使用该有机电解液而具有改善的充电/放电 特性的锂电池。根据本专利技术的一方面，提供有机电解液，其包括锂盐；包括高介电常 数溶剂和/或低沸点溶剂的有机溶剂；和由式1表示的缩水甘油醚化合物 式lA 选自未取代的或#L囟原子取代的 C2-C5 氧化烯 (alkyleneoxide)(-C-…C-0-)基团；-(:(=0)-和-(:(117)(118)陽，R,选自未取代的或被卣原子取代的C1-C20烷氧基；未取代的或被卣原 子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被卣原子和环氧乙烷基团中的至少一 个取代的C1-C20烷基；未取代的或被卣原子取代的C5-C20脂族烃环；未 取代的或被卣原子取代的C5-C20脂族杂环；未取代的或被囟原子取代的 C6-C30芳基；未取代的或被自原子取代的C7-C20烷芳基；未取代的或被卣 原子取代的C7-C20芳烷基；未取代的或被卣原子取代的C2-C30杂芳基； 未取代的或被卣原子取代的含醚单价基团；和-Si(R9)(RK))(Ru),其中，R2、 R3、 R4、 Rs和R6各自独立地选自氢原子；未取代的或被卣原子取代的C1-C20烷氧基；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳氧基；未取代 的或被囟原子取代的C1-C20烷基；和未取代的或被卣原子取代的C5-C20 脂族烃环，R7和Rs各自独立地为氢原子；或未取代的或被卣原子取代的C1-C20 烷基，R9、 R1Q和R 各自独立地选自氬原子；未取代的或被卣原子取代的 Cl-C20烷氧基；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳氧基；和未取代的或 被卣原子取代的Cl-C20烷基，和n为0-10的整数。根据本专利技术的另一方面，提供锂电池，其包括正极；负极；和所述有 机电解液。在常规有机电解液中，由于极性溶剂的分解，不可逆容量增加。但是， 根据本专利技术的各方面的有机电解液包括缩水甘油醚化合物，因此使用根据本生的负极活性材料的破裂而具有优异的充电/放电特性。因此，锂电池可具有 高稳定性、可靠性和充电/放电效率。本专利技术的另外的方面和/或优点将部分地在随后的说明书中阐明，和部 分地从说明书中明晰，或可通过本专利技术的实践而了解。附图说明当结合附图考虑时，通过参考以下实施方式的描述，本专利技术的这些和/ 或其他方面和优点将变得明晰和更容易理解，其中图1是说明根据实施例6-10和比较例2的锂电池的初始充电/放电曲线 的图。具体实施例方式现在将详细提及本专利技术的目前的实施方式，其实例在附图中说明，其中 相同的附图标记始终表示相同的元件。下面通过参考附图描述所述实施方式 以说明本专利技术。本专利技术的各方面提供有机电解液，其包括锂盐；包括高介电常数溶剂和低沸点溶剂的有机溶剂；和由式l表示的缩水甘油醚化合物:A选自未取代的或被卣原子取代的C2-C5氧化烯基团；-C(K))-和 -C(R7)(R8)-，Ri选自未取代的或被卤原子取代的Cl-C20烷氧基；未取代的或被卤原 子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被卣原子和环氧乙烷基团中的至少一 个取代的C1-C20烷基；未取代的或被卤原子取代的C5-C20脂族烃环；未 取代的或被囟原子取代的C5-C20脂族杂环；未取代的或被卣原子取代的 C6-C30芳基；未取代的或被卤原子取代的C7-C20烷芳基；未取代的或被卤 原子取代的C7-C20芳烷基；未取代的或被卣原子取代的C2-C30杂芳基； 未取代的或被卣原子取代的含醚单价基团；和-Si(R9)(RK))(Ru),R2、 R3、 R4、 Rs和R6各自独立地选自氢原子；未取代的或被卤原子取 代的C1-C20烷氧基；未取代的或被面原子取代的C6-C30芳氧基；未取代 的或被卣原子取代的C1-C20烷基；和未取代的或被卤原子取代的C5-C20 脂族烃环，R7和Rs各自独立地为氢原子；或未取代的或被闺原子取代的C1-C20 烷基，R9、 R1Q和R 各自独立地选自氢原子；未取代的或被囟原子取代的 Cl-C20烷氧基；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳氧基；和未取代的或 被卣原子取代的Cl-C20烷基，和n为0-10的整数。下面将描述具有上述结构的缩水甘油醚化合物在有机电解液如锂电池 的有机电解液中的作用。但是，本专利技术可以许多不同的形式实现，且不应理 解为限于这里所述的实施方式。当缩水甘油醚化合物接受电解质中的电子时，包含在缩水甘油醚的环氧 乙烷基团中的醚键转化为阴离子自由基。由于阴离子自由基具有不稳定的能 量，醚键分裂为带负电的氧原子和带正电的碳原子。其中在分裂的醚本文档来自技高网...
【技术保护点】
有机电解液，包括： 锂盐； 包括高介电常数溶剂和／或低沸点溶剂的有机溶剂； 由式１表示的缩水甘油醚化合物； 式１ ＊＊＊ 其中： Ａ选自未取代的或被卤原子取代的Ｃ２－Ｃ５氧化烯基团；－Ｃ（＝Ｏ）－；和－Ｃ（Ｒ↓［７］）（Ｒ↓［８］）－， Ｒ↓［１］选自未取代的或被卤原子取代的Ｃ１－Ｃ２０烷氧基；未取代的或被卤原子取代的Ｃ６－Ｃ３０芳氧基；未取代的或被卤原子和环氧乙烷基团中的至少一个取代的Ｃ１－Ｃ２０烷基；未取代的或被卤原子取代的Ｃ５－Ｃ２０脂族烃环；未取代的或被卤原子取代的Ｃ５－Ｃ２０脂族杂环；未取代的或被卤原子取代的Ｃ６－Ｃ３０芳基；未取代的或被卤原子取代的Ｃ７－Ｃ２０烷芳基；未取代的或被卤原子取代的Ｃ７－Ｃ２０芳烷基；未取代的或被卤原子取代的Ｃ２－Ｃ３０杂芳基；未取代的或被卤原子取代的含醚单价基团；和－Ｓｉ（Ｒ↓［９］）（Ｒ↓［１０］）（Ｒ↓［１１］）， Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］、Ｒ↓［５］和Ｒ↓［６］各自独立地选自氢原子；未取代的或被卤原子取代的Ｃ１－Ｃ２０烷氧基；未取代的或被卤原子取代的Ｃ６－Ｃ３０芳氧基；未取代的或被卤原子取代的Ｃ１－Ｃ２０烷基；和未取代的或被卤原子取代的Ｃ５－Ｃ２０脂族烃环， Ｒ↓［７］和Ｒ↓［８］各自独立地为氢原子；或未取代的或被卤原子取代的Ｃ１－Ｃ２０烷基， Ｒ↓［９］、Ｒ↓［１０］和Ｒ↓［１１］各自独立地选自氢原子；未取代的或被卤原子取代的Ｃ１－Ｃ２０烷氧基；未取代的或被卤原子取代的Ｃ６－Ｃ３０芳氧基；和未取代的或被卤原子取代的Ｃ１－Ｃ２０烷基，和 ｎ为０－１０的整数。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李锡守，柳永均，李东埈，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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