用于锂二次电池的电解液及包括其的锂二次电池制造技术

一种用于锂二次电池的电解液，其包括有机溶剂、锂盐、添加剂和辅助添加剂，所述添加剂包括由化学式1或化学式2表示的异硫氰酸酯基化合物中的至少一种，所述辅助添加剂包括含氟碳酸酯基化合物、磷酸锂基化合物、磺内酯基化合物或硫酸酯基化合物中的至少一种。本发明专利技术还提供了包括该电解液的锂二次电池。供了包括该电解液的锂二次电池。

【技术实现步骤摘要】
用于锂二次电池的电解液及包括其的锂二次电池
[0001]相关申请的交叉引用及优先权要求
[0002]本申请要求于2020年11月30日向韩国知识产权局(KIPO)提交的第10
‑
2020
‑
0164547号韩国专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及用于锂二次电池的电解液及包括该电解液的锂二次电池。更具体地，本专利技术涉及一种包括有机溶剂、锂盐和添加剂的用于锂二次电池的电解液以及包括该电解液的锂二次电池。

技术介绍

[0004]可重复充电和放电的二次电池已被广泛用作例如便携式摄像机、移动电话、笔记本电脑等的移动电子设备的电源。
[0005]锂二次电池由于工作电压和每单位重量的能量密度高、充电率高、尺寸紧凑等而在各种类型的二次电池中得到重视和开发。
[0006]例如，锂二次电池可以包括电极组件，该电极组件包含正极、负极和隔膜层以及浸没该电极组件的电解液。
[0007]锂二次电池可以进一步包括用于容纳电极组件和电解液的具有例如软包(pouch)形状的外壳。
[0008]例如，可以通过将包括正极活性物质、粘合剂、导电材料等的正极浆料涂覆在正极集流体上，干燥并压制来制造锂二次电池的正极。
[0009]正极活性物质可以是能够使锂离子可逆地嵌入和脱嵌的物质。例如，正极活性物质可以包括锂金属氧化物，该锂金属氧化物包括例如镍(Ni)、钴(Co)或锰(Mn)的金属元素。
[0010]最近，随着锂二次电池应用范围的扩大，需要提高寿命、容量和操作稳定性。因此，需要开发即使在重复充电和放电中也能够提供均匀的功率和容量的锂二次电池。
[0011]然而，在重复充电和放电期间，由于镍基锂金属氧化物的表面损伤，功率和容量可能降低，并且可能导致镍基锂金属氧化物与电解液之间的副反应。
[0012]例如，在韩国公布专利申请第10
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2019
‑
0119615号中，用于锂二次电池的电解液中包含添加剂以增强锂二次电池的性能。

技术实现思路

[0013]根据本专利技术的一个方面，提供了一种在锂二次电池中提供改善的化学稳定性的用于锂二次电池的电解液。
[0014]根据本专利技术的一个方面，提供了一种具有改善的化学稳定性的锂二次电池。
[0015]根据示例性实施方案的用于锂二次电池的电解液包括有机溶剂、锂盐、添加剂和辅助添加剂，所述添加剂包括由化学式1或化学式2表示的异硫氰酸酯基化合物中的至少一种，所述辅助添加剂包括选自含氟碳酸酯基化合物(fluorine
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containing carbonate
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based compound)、磷酸锂基化合物(lithium phosphate
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based compound)、磺内酯基化合物和硫酸酯基化合物(sulfate
‑
based compound)中的至少一种。
[0016][化学式1][0017]R1‑
N＝C＝S
[0018][化学式2][0019][0020]在化学式1中，R1是取代或未取代的C1
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C6直链或支链烷基，或取代或未取代的C3
‑
C6环烷基。
[0021]在化学式2中，R2、R3、R4和R5各自独立地是氢、取代或未取代的C1
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C6直链或支链烷基或取代或未取代的C3
‑
C6环烷基，并且R2至R5中的至少两个能够互相连接以形成环。
[0022]在一些实施方案中，添加剂可以包括由化学式1表示的异硫氰酸酯基化合物和由化学式2表示的异硫氰酸酯基化合物二者。
[0023]在一些实施方案中，R1可以是未取代的C1
‑
C6直链或支链烷基。
[0024]在一些实施方案中，R2可以是氢。
[0025]在一些实施方案中，R1可以是甲基或乙基，并且R2、R3、R4和R5可以是氢。
[0026]在一些实施方案中，含氟碳酸酯基化合物具有环结构。
[0027]在一些实施方案中，磷酸锂基化合物可以包括含氟磷酸锂基化合物。
[0028]在一些实施方案中，磺内酯基化合物可以包括烷基磺内酯基化合物和烯基磺内酯基化合物。
[0029]在一些实施方案中，含氟碳酸酯基化合物可以包括氟代碳酸乙烯酯。磷酸锂基化合物可以包括二氟磷酸锂。磺内酯基化合物可以包括1,3
‑
丙烷磺内酯、1,4
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丁烷磺内酯、乙烯磺内酯、1,3
‑
丙烯磺内酯、1,4
‑
丁烯磺内酯和/或1
‑
甲基
‑
1,3
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丙烯磺内酯。硫酸酯基化合物可以包括硫酸乙烯酯、三亚甲基硫酸酯和/或甲基三亚甲基硫酸酯。
[0030]在一些实施方案中，基于电解液的总重量，添加剂的含量可以为0.5重量％至2重量％。
[0031]在一些实施方案中，基于电解液的总重量，辅助添加剂的含量可以为1重量％至5重量％。
[0032]在一些实施方案中，辅助添加剂相对于电解液中的添加剂的重量比可以为1至5。
[0033]根据示例性实施方案的锂二次电池包括电极组件，以及浸渍电极组件的根据上述实施方案的用于锂二次电池的电解液，该电极组件包括负极和与负极相对的正极。
[0034]根据示例性实施方案，通过使用该用于锂二次电池的电解液，可以防止在充电和放电期间所引起的膨胀(swelling)现象。
[0035]根据示例性实施方案的锂二次电池可以包括用于锂二次电池的电解液。因此，锂二次电池可以具有提高的容量保持率和寿命，同时抑制高温环境下的厚度增加。
附图说明
[0036]图1为示出根据示例性实施方案的锂二次电池的示意性俯视图。
[0037]图2为示出根据示例性实施方案的锂二次电池的示意性剖视图。
具体实施方式
[0038]根据本专利技术的示例性实施方案，提供了包括预定化学结构的添加剂的锂二次电池的电解液。根据本专利技术的示例性实施方案，还提供了包括该电解液的锂二次电池。
[0039]下文中，将参照实例和附图详细描述本专利技术。然而，本领域技术人员将理解，提供参照实例和附图描述的这些实施方案是为了进一步理解本专利技术的精神，而不是限制在详细描述和所附权利要求中公开的要保护的主题。
[0040]本文使用的术语“A基化合物(A
‑
based compound)”可以指包括由“A”表示的部分作为骨架或取代基的化合物。例如，“异硫氰酸酯基化合物”可以是其中异硫氰酸酯部分包含于骨架中或异硫氰酸酯基团(isothiocyanate group)作为取代基键合到骨架上的化合物。
[0041]本文使用的术语“Ca
‑
Cb”可以表示碳原子数为a至b。
[00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液，其包括：有机溶剂；锂盐；添加剂，所述添加剂包括由化学式1或化学式2表示的异硫氰酸酯基化合物中的至少一种；以及辅助添加剂，所述辅助添加剂包括选自含氟碳酸酯基化合物、磷酸锂基化合物、磺内酯基化合物和硫酸酯基化合物中的至少一种：[化学式1]R1‑
N＝C＝S[化学式2]其中，在化学式1中，R1是取代或未取代的C1
‑
C6直链或支链烷基，或取代或未取代的C3
‑
C6环烷基，其中，在化学式2中，R2、R3、R4和R5各自独立地是氢、取代或未取代的C1
‑
C6直链或支链烷基，或取代或未取代的C3
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C6环烷基，并且R2至R5中的至少两个能够互相连接以形成环。2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解液，所述添加剂包括由化学式1表示的异硫氰酸酯基化合物和由化学式2表示的异硫氰酸酯基化合物二者。3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解液，其中R1是未取代的C1
‑
C6直链或支链烷基。4.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解液，其中R2是氢。5.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解液，其中R1是甲基或乙基，并且R2、R3、R4和R5是氢。6.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解液，其中所述含氟碳酸酯基化合物具有环结构。7.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解液，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李镇弘，沈由那，赵仁行，韩秀熙，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：