一种用于锂二次电池的电解液包括：锂盐、非水有机溶剂和式（１）的添加剂化合物，式中Ｒ↓［１］至Ｒ↓［１０］独立地选自氢、烷基、烯基和炔基。添加剂化合物分解先于有机溶剂分解以形成ＳＥＩ膜，并防止有机溶剂分解。
【技术实现步骤摘要】
非水电解液及包含它的锂二次电池 优先权要求本申请引用2003年6月27日提交韩国知识产权局且指定序列号为2003-42557的早期申请“非水电解液及采用它的锂二次电池”，并根据35U.S.C.§119要求它的所有权益，并将该申请引入本文。
本专利技术涉及一种非水电解液及包含它的锂二次电池，更具体地，本专利技术涉及一种用于锂二次电池的非水电解液及包含它的锂二次电池，该锂二次电池能够防止电池的厚度在室温充电或在高温下存储时膨胀。
技术介绍
由于高科技电子工业的发展，所以随着电子设备变得小而轻，使用便携式电子设备在不断增加。根据用作这些便携式电子设备中电源的具有高能量密度的电池需求的增长，正在积极地进行锂二次电池方面的研究。在对正极和负极活性物质两者的充放电反应期间，锂二次电池使用能够可逆嵌入或脱出锂离子的材料。正极活性物质包含锂金属氧化物，而负极材料包含锂金属、含锂合金或例如结晶或非晶碳或含碳合成物的能够可逆嵌入/脱出锂离子的材料。根据隔板和电解液的种类将锂二次电池分类为锂离子电池、锂离子聚合物电池和锂聚合物电池，根据它们的形状将其分成圆柱形、棱柱形和硬币型电池。在图1中示出常用的棱柱形非水Li离子电池的截面图。通过将包含正极5的电极组件4、负极6和正极和负极之间的隔板7嵌入到电池外壳8中、将电解液注入到电池外壳8的上部中、并用盖板11密封电池外壳8的上部来制备Li离子电池3。锂二次电池的平均放电电压约为3.6～3.7V，其高于其它碱性电池的平均放电电压，例如Ni-MH电池和Ni-Cd电池。要求在0～4.2V的充放电电压范围中电解液电化学稳定，以便产生如此高的驱动电压。结果，非水碳酸酯基-->溶剂的混合物用作电解液，例如碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯。然而，这种电解液比用于Ni-MH电池或Ni-Cd电池中的水性电解液显著地降低了离子的导电性，由此在高速率的充放电期间，导致电池特性变坏。在锂二次电池的初始充电期间，将从电池的锂过渡金属氧化物正极释放出的锂离子传送到碳负极，其中在碳负极处该离子嵌入到碳中。由于其高的反应率，锂与碳负极反应生成Li2CO3、LiO、LiOH等，由此在负极的表面上形成薄膜。将该膜称为有机固体电解液界面(SEI)膜。在初始充电期间形成的有机SEI膜不仅防止在充放电期间锂离子和碳负极或其它材料之间的反应，而且用作离子隧道，仅允许锂离子通过。离子隧道防止碳负极结构的分解，这种分解是由具有高分子量的有机溶剂连同碳负极中的变成溶剂化物的锂离子一起共同嵌入造成的。一旦形成有机SEI膜，锂离子就不再与碳电极或其它材料反应，以便保留相当数量的锂离子。也就是说，在初始充电期间负极的碳与电解液反应，因此在负极的表面上形成例如有机SEI膜的钝化层，以便电解液溶剂不再分解且保持稳定的充放电(J. Power Sources，51(1994)，79-104)。由于这些反应，在锂二次电池中，形成钝化层的反应并非是不可逆的，并且在保持初始充电反应之后具有稳定的循环寿命。然而，在形成有机SEI膜反应期间，由于碳酸酯基有机溶剂的分解，所以在电池内产生气体(J. Power Sources，72(1998)，66-70)。取决于使用的非水有机溶剂和负极活性物质的类型，这些气体包含H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C3H8、C3H6等。在充电期间，由于电池内产生气体，所以电池的厚度增加。通过电化学能和热能使钝化层慢慢分解，这种分解随着充电后在高温存储电池时的时间的流逝而增加。因此，连续不断地出现其中负极暴露的表面与周围电解液反应的副反应。电池的内压随着气体的产生而增大，引起棱柱形电池或袋状电池的变形。结果，在由正极和负极以及隔板构成的电极组件内的电极中存在内聚力方面的区域性差异，由此电池的性能和安全变坏，并且难于将锂二次电池组安装于电子设备中。为了解决内压问题，公开了一种方法，其中当内压增加到一定程度以上时，通过安装电流开关或用于喷出内电解液溶液的喷口来提高包含非水电解液的二次电池的安全性。然而，该方法的缺点是电流开关或风扇的误操作可能引起内压本身的增加。-->在公知的方法中，通过将添加剂注入到电解液中改变形成SEI的反应，进而提高电池的特性。例如，日本专利待审公开97-73918公开了一种方法，其中通过添加1％或更少的二苯基苦基偕腙肼化合物到电解液中来提高电池的高温存储特性。日本专利待审公开96-321312公开了一种方法，其中通过在电解液中使用1～20％的以N-丁胺为基础的化合物来提高循环寿命和长时间存储的特性。日本专利待审公开96-64238公开了一种方法，其中通过添加3×10-4至3×10-2M的钙盐到电解液中来提高电池的存储特性。日本专利待审公开94-333596公开了一种方法，其中通过添加基于含氮的化合物以抑制电池的电解液和负极之间的反应来提高电池的存储特性。另外，日本专利待审公开95-320779公开了一种方法，其中将CO2添加到电解液中，且日本专利待审公开95-320779公开了一种方法，其中将基于硫化物的化合物添加到电解液中以便防止电解液分解。上述方法通过添加少量有机或无机材料致使在负极表面上形成适合的膜例如有机SEI膜，来提高电池的存储特性和安全。然而，上述方法的缺点是：由于固有的电化学特性，所以在初始充放电期间通过与碳负极交互作用使添加的化合物分解或形成不稳定膜，导致电子中的离子迁移率变坏；并且在电池内产生气体致使增加内压，导致电池的存储、安全、循环寿命和容量特性显著变坏。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是解决上述的问题。本专利技术的另一个目的是提供一种用于锂二次电池的改良的非水电解液。本专利技术的再一目的是提供一种包括有机硫化物的非水电解液，其中有机硫化物能够抑制在初始充电时通过分解基于碳酸酯的溶剂引起在电池内产生气体。本专利技术的还一目的是提供一种锂二次电池，其中当在室温充电时或充电后在高温存储电池时该锂二次电池几乎没有经受厚度的变化。这些和其它的目的可以通过用于锂二次电池的电解液获得，其中电解液包括锂盐、非水有机溶剂和下面式(1)所示的化合物：-->式中R1至R10独立地选自氢、烷基、烯基和炔基。本专利技术还提供一种锂二次电池，包括：正极，其中正极包含一种能够可逆嵌入/脱出锂离子的材料作为正极活性物质；负极，包含锂金属、含锂合金或能够可逆嵌入/脱出锂离子的材料作为负极活性物质；以及电解液，其包含锂盐、非水有机溶剂及上面式(1)所示的添加剂化合物。 附图说明结合附图从以下优选实施例的描述中，这些和/或本专利技术的其它实施例以及优点将变得显而易见且更容易理解：图1是棱柱形锂二次电池组电池的截面图；以及图2是根据本专利技术的例子和比较例说明二次电池组电池的循环寿命特性的图表。 具体实施方式在以下的详细描述中，通过简单地阐述本专利技术人实施本专利技术的最佳方式，给出和说明本专利技术的实施方案。应当理解，本专利技术的很多方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于锂二次电池的非水电解液，包括：锂盐；非水有机溶剂；和下面式（１）所示的化合物：＊＊＊（１）式中Ｒ↓［１］至Ｒ↓［１０］独立地选自氢、烷基、烯基和炔基。
【技术特征摘要】
KR 2003-6-27 0042557/031、一种用于锂二次电池的非水电解液，包括：锂盐；非水有机溶剂；和下面式(1)所示的化合物：式中R1至R10独立地选自氢、烷基、烯基和炔基。2、根据权利要求1的用于锂二次电池的非水电解液，其中所述锂盐为选自LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiSbF6、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)、LiCl和LiI中的至少一种，其中x、y是自然数。3、根据权利要求2的用于锂二次电池的非水电解液，其中所述锂盐的浓度为0.6至2.0M。4、根据权利要求1的用于锂二次电池的非水电解液，其中所述非水有机溶剂为选自碳酸酯、酯、醚和酮中的至少一种。5、根据权利要求4的用于锂二次电池的非水电解液，其中所述碳酸酯选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)和碳酸亚丁酯(BC)。6、根据权利要求4的用于锂二次电池的非水电解液，其中所述碳酸酯包括环状碳酸酯与链状碳酸酯的混合溶剂。7、根据权利要求1的用于锂二次电池的非水电解液，其中所述有机溶剂包括碳酸酯溶剂与芳烃溶剂的混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：金镇诚，
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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