用于锂二次电池的电解质溶液和包含其的锂二次电池制造技术

本申请公开了用于锂二次电池的电解质溶液和包含其的锂二次电池。用于锂二次电池的电解质溶液包含：锂盐、溶剂和功能性添加剂，其中所述功能性添加剂包含由下式1表示的第一正电极薄膜添加剂2

【技术实现步骤摘要】
用于锂二次电池的电解质溶液和包含其的锂二次电池


[0001]本申请涉及用于锂二次电池的电解质溶液和包含所述电解质溶液的锂二次电池。

技术介绍

[0002]本部分中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
[0003]锂二次电池是一种储能装置，其包括在充电过程中供应锂的正电极、在充电过程中接收锂的负电极、用作传输锂离子的介质的电解质和用于使正电极和负电极彼此分隔的隔膜。当锂离子在正电极或负电极上嵌入或脱嵌时，锂二次电池通过化学势的变化来产生电能并储存电能。
[0004]这种锂二次电池主要用于便携式电子设备，但最近随着电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)的商业化，其也被用作电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)的储能装置。
[0005]同时，正在研究增加锂二次电池的能量密度以增加电动车辆的里程，并且通过高容量的正电极可以增加锂二次电池的能量密度。
[0006]可以通过开发能够克服常规锂二次电池材料(例如正电极、负电极、隔膜和电解质)的性能限制的新型材料来开发具有高能量密度的锂二次电池。
[0007]特别地，电池的能量密度很大程度上取决于正电极和负电极的材料的特性，并且为了使所开发的正电极材料和负电极材料表现出优异的电化学性能，发现需要开发一种合适的电解质。
[0008]在层状富镍(Ni)LiNi1‑
x
‑
y
Co
x
Mn
y
O2(NCM；1
‑
x
‑<br/>y≥0.6)氧化物(高容量正电极活性材料)中，可以通过增加Ni含量或提高充电电压来增加正电极容量。然而，残留在正电极表面的锂(Li2CO3和LiOH)组分可能会促进电解质的分解，并且可能由于与电解质的界面反应性的提高而增加劣化速度，从而导致充电性能和放电性能的快速下降。
[0009]因此，控制正电极/电解质界面和负电极/电解质界面的技术非常重要。为此，发现需要引入能够形成电化学稳定和化学稳定的薄膜的添加剂。
[0010]提供本
技术介绍
部分中公开的上述信息仅用于增强对本申请的
技术介绍
的理解，因此其可以包含不构成本领域技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0011]本申请提供了用于锂二次电池的电解质溶液和包含所述电解质的锂二次电池，所述电解质溶液能够提高锂二次电池的寿命和输出。
[0012]在本申请的一种形式中，用于锂二次电池的电解质溶液包含：锂盐、溶剂和功能性添加剂，其中功能性添加剂包括由下式1表示的第一正电极薄膜添加剂2
‑
(2
’
((叔丁氧羰基)氨基)乙氧基)
‑
乙基
‑
对
‑
甲基苯磺酸酯：
[0013][式1][0014][0015]相对于电解质溶液的重量，可以以0.5重量％至2.0重量％或更少的量加入第一正电极薄膜添加剂。
[0016]功能性添加剂还包括第一负电极薄膜添加剂(碳酸亚乙烯酯(VC))、第二负电极薄膜添加剂(氟代碳酸乙烯酯(FEC))和第二正电极薄膜添加剂(LiPO2F2)中的一种或者两种或更多种的混合物。
[0017]相对于电解质溶液的重量，可以以0.5重量％至3.0重量％的量加入选自第一负电极薄膜添加剂、第二负电极薄膜添加剂和第二正电极薄膜添加剂的功能性添加剂。
[0018]锂盐可以包括选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiCl、LiBr、LiI、LiB
10
Cl
10
、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、LiN(SO2C2F5)2、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiB(C6H5)4、Li(SO2F)2N、LiFSI和(CF3SO2)2NLi的至少一种化合物。
[0019]溶剂可以包括选自碳酸酯溶剂、酯溶剂、醚溶剂和酮溶剂的至少一种物质。
[0020]在本申请的另一种形式中，锂二次电池包含如上所述的电解质溶液。此外，锂二次电池还可以包含：正电极、负电极和插入在正电极和负电极之间的隔膜，所述正电极包含含有Ni、Co和Mn的正电极活性材料，所述负电极包含选自碳(C)基材料或硅(Si)基材料的负电极活性材料。
[0021]正电极的Ni含量为80重量％或更高。
[0022]通过本文提供的描述，其它可应用领域将变得明显。应理解，说明书和具体实施例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本申请的范围。
附图说明
[0023]为了可以更好地理解本申请，现将通过参照附图给出的实施例描述本申请的各种方式，在附图中：
[0024]图1和图2为显示评估实施例和对比实施例的寿命的实验结果的图表；
[0025]图3为显示评估实施例和对比实施例的氧化稳定性的实验结果的图表；以及
[0026]图4和图5为显示评估实施例和对比实施例的寿命的实验结果的图表。
[0027]本文描述的附图仅用于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本申请的范围。
具体实施方式
[0028]以下描述在本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本申请、应用或用途。应理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
[0029]现将详细参考本申请的各种形式，其实施例显示于附图中。然而，本申请可以以各种形式实施。提供这些形式仅仅是为了充分说明本申请，并使本领域技术人员充分了解本申请的范围。
[0030]根据本申请的一种形式的用于锂二次电池的电解质溶液为形成可适用于锂二次电池的电解质的材料，并且包含锂盐、溶剂和功能性添加剂。
[0031]锂盐可以为选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiCl、LiBr、LiI、LiB
10
Cl
10
、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、LiN(SO2C2F5)2、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiB(C6H5)4、Li(SO2F)2N、LiFSI和(CF3SO2)2NLi的一种或者两种或更多种的混合物。
[0032]在这种情况下，锂盐可以以0.1摩尔至3.0摩尔，优选0.1摩尔至1.2摩尔的浓度存在于电解质溶液中。
[0033]溶剂可以为选自碳酸酯溶剂、酯溶剂、醚溶剂和酮溶剂的一种或者两种或更多种的混合物。
[0034]在这种情况下，碳酸酯溶剂可以为碳酸二甲酯(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(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)等。此外，溶剂可以为酯溶剂(例如γ
‑
丁内酯(GBL)、乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂二次电池的电解质溶液，所述电解质溶液包含：锂盐；溶剂；以及功能性添加剂，其中，所述功能性添加剂包括由下式1表示的第一正电极薄膜添加剂2
‑
(2
’
((叔丁氧羰基)氨基)乙氧基)乙基
‑
对
‑
甲基苯磺酸酯：[式1]2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质溶液，其中，相对于电解质溶液的重量，以0.5重量％至2.0重量％或更少的量加入第一正电极薄膜添加剂。3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质溶液，其中，所述功能性添加剂还包括以下至少一种：第一负电极薄膜添加剂碳酸亚乙烯酯，第二负电极薄膜添加剂氟代碳酸乙烯酯，或者第二正电极薄膜添加剂LiPO2F2。4.根据权利要求3所述的用于锂二次电池的电解质溶液，其中，相对于电解质溶液的重量，以0.5重量％至3.0重量％的量加入选自第一负电极薄膜添加剂、第二负电极薄膜添加剂或第二正电极薄膜添加剂中的至少一种的功能性添加剂。5.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质溶液，其中，所述锂盐包括选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiCl、LiBr、LiI、LiB
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Cl
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【专利技术属性】
技术研发人员：金高恩，潘盛皓，李尹圣，吴承旼，金益圭，郭尚珪，崔南顺，洪性柔，金牛谦，黄大渊，文炫奎，
申请(专利权)人：起亚株式会社蔚山科学技术院，
类型：发明
国别省市：