用于二次锂电池的电解质的添加剂、用于二次锂电池的电解质和包括该电解质的二次锂电池制造技术

提供了用于二次锂电池的电解质的添加剂、用于二次锂电池的电解质以及包括该电解质的二次锂电池，添加剂包括由化学式1表示的化合物。物。物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于二次锂电池的电解质的添加剂、用于二次锂电池的电解质和包括该电解质的二次锂电池


[0001]本公开涉及用于二次锂电池的电解质的添加剂、用于二次锂电池的电解质和包括该电解质的二次锂电池。

技术介绍

[0002]由于高放电电压和高能量密度，二次锂电池作为各种电子装置的电源正在引起关注。
[0003]对于二次锂电池的正极活性物质，已经使用了具有能够嵌入锂离子的结构的锂过渡金属氧化物，比如LiCoO2、LiMn2O4和LiNi1‑
x
Co
x
O2(0<x<1)等。
[0004]对于负极活性物质，已经主要使用了各种碳类材料，比如能够嵌入和脱嵌锂离子的人工石墨、天然石墨和硬碳。
[0005]对于二次锂电池的电解质，已经使用了其中溶解锂盐的有机溶剂。
[0006]技术问题
[0007]一个实施方式提供了用于二次锂电池的电解质的添加剂，该添加剂能够减少电池电阻，特别是抑制高温存储时电池电阻的增加以改善电池性能，并改善室温下的循环寿命特性。
[0008]另一实施方式提供了包括该添加剂的用于二次锂电池的电解质。
[0009]又一实施方式提供了包括该电解质的二次锂电池。
[0010]技术方案
[0011]根据一个实施方式，提供了用于二次锂电池的电解质的添加剂，其包括由化学式1表示的化合物。
[0012][化学式1][0013][0014](在化学式1中，
[0015]R1为取代的或未取代的烷基或异氰酸酯基，
[0016]L为取代的或未取代的亚烷基或者取代的或未取代的亚烯基，并且
[0017]n为0至10的整数中的一个)
[0018]添加剂可由化学式1a或化学式1b表示。
[0019][化学式1a][0020][0021][化学式1b][0022][0023]另一实施方式提供了用于二次锂电池的电解质，其包括非水有机溶剂、锂盐和由化学式1表示的添加剂。
[0024]基于100wt％的电解质的总重，添加剂的量可为0.1wt％至3w％，并且根据一个实施方式，也可为0.3wt％至2wt％。
[0025]电解质可进一步包括附加添加剂，附加添加剂选自氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、琥珀腈(SN)、己烷三氰化物、LiBF4或其组合。
[0026]基于100wt％的电解质的总重，附加添加剂的量可为0.1wt％至10wt％。
[0027]另一实施方式提供了二次锂电池，其包括：包括正极活性物质的正电极；包括负极活性物质的负电极；和电解质。
[0028]正极活性物质可由化学式4表示。
[0029][化学式4][0030]Li
x
Ni
y
Co
z
Al1‑
y
‑
z
O2[0031](在化学式4中，1≤x≤1.2，0.5≤y≤1，且0≤z≤0.5)
[0032]负极活性物质可包括包含Si类活性物质和碳类活性物质的Si
‑
C复合材料。此外，负极活性物质可包括结晶碳。
[0033]以下详细描述中包括其他实施方式。
[0034]有益效果
[0035]根据本专利技术的一个实施方式二次锂电池的添加剂可减少电池电阻，并且特别地可抑制高温存储时的电池电阻以改善电池性能，并且可改善室温下的循环寿命特性。
附图说明
[0036]图1为显示根据一个实施方式的二次锂电池的结构的示意图。
具体实施方式
[0037]下文，详细地描述本专利技术的实施方式。然而，这些实施方式为示例，本专利技术不限于此，并且本专利技术由权利要求的范围限定。
[0038]一个实施方式提供了包括由化学式1表示的化合物的添加剂。
[0039][化学式1][0040][0041]在化学式1中，R1为取代的或未取代的烷基或异氰酸酯基，
[0042]L为取代的或未取代的亚烷基或者取代的或未取代的亚烯基，并且
[0043]n为0至10的整数中的一个。
[0044]根据一个实施方式，取代的烷基、取代的亚烷基或取代的亚烯基中的取代基可为烷基、卤素或芳族基。
[0045]烷基可为C1至C5烷基。
[0046]此外，亚烷基可为C1至C5亚烷基且亚烯基可为C2至C6亚烯基。当亚烷基和亚烯基中的碳数落入上述范围时，可展示高温下改善的特性。
[0047]在一个实施方式中，化学式1的添加剂的示例可为化学式1a或化学式1b。
[0048][化学式1a][0049][0050][化学式1b][0051][0052]当特别在高温下存储包括化学式1的添加剂的电池时，可以有效地抑制非水有机溶剂在负电极的表面的还原分解。这被认为是因为化学式1的添加剂可以与通常化学吸附在负电极上的氧基反应，或者被认为是通过在高温下形成非常坚固和稳定的SEI层。
[0053]另外，根据包括具有异氰酸酯(
‑
NCO)基的添加剂的电解质的使用，异氰酸酯(
‑
NCO)基的电化学聚合产生聚酰胺状SEI组分，并且可以形成致密且稳定的SEI膜，使得电解质的非水有机溶剂的额外还原可以被抑制，并且可以抑制电解质的副反应，从而形成具有低电阻的SEI膜，并且降低电池的内阻。
[0054]此外，异氰酸酯添加剂可清除可能存在于电解质中的酸性HF杂质和水，并且即使存在痕量的水，LiPF6也可能水解而释放酸性HF，这导致诸如SEI组分分解和正极活性物质溶解的缺点，从而异氰酸酯添加剂可防止与HF相关的缺点，因此可获得循环寿命特性和电池阻抗的改善。
[0055]另外，当在电解质中使用如化学式1的包括磺酰基和异氰酸酯基的添加剂时，可以改善电池特性，比如高温存储稳定性和循环稳定性。
[0056]正因如此，化学式1的添加剂至少包括异氰酸酯基(NCO)和磺酰基(SO2)，并且是其中异氰酸酯基经连接基团L键合到磺酰基的化合物，特别地，其具有经连接基团L键合到磺酰基的异氰酸酯基，因此，可以抑制电池电阻的增加，并且可以改善循环寿命特性。如果任何化合物仅包括异氰酸酯基和磺酰基中的一种，则难以改善高温存储稳定性和循环稳定性两者的电池特性，并且即使包括异氰酸酯基和磺酰基两者，当异氰酸酯基直接键合到磺酰基上时，这是不期望的，因为该化合物具有极高的反应性，这导致负电极的严重分解并在负电极和正电极的表面上产生非常薄的膜。
[0057]另一实施方式提供了用于二次锂电池的电解质，其包括非水有机溶剂、锂盐和由化学式1表示的添加剂。
[0058]在一个实施方式中，基于电解质的总重，添加剂的量可为0.1wt％至3wt％，并且也可为0.3wt％至2wt％。当添加剂的量在上述范围内时，可减少电池电阻，并且特别地，可以有效地抑制高温存储时电池电阻的增加，使得电池性能可以有效地改善，并且可以改善室温下的循环寿命特性。如果添加剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于锂二次电池的电解质的添加剂，包括由化学式1表示的化合物：[化学式1](其中，R1为取代的或未取代的烷基或异氰酸酯基，L为取代的或未取代的亚烷基或者取代的或未取代的亚烯基，并且n为0至10的整数中的一个)。2.如权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质的添加剂，其中所述添加剂由化学式1a或化学式1b表示：[化学式1a][化学式1b]3.一种用于锂二次电池的电解质，包括：非水有机溶剂；锂盐；和由化学式1表示的添加剂[化学式1](在化学式1中，R1为取代的或未取代的烷基或异氰酸酯基，L为取代的或未取代的亚烷基或者取代的或未取代的亚烯基，n为0至10的整数中的一个)。4.如权利要求3所述的用于锂二次电池的电解质，其中基于100wt％的所述电解质的总重，所述添加剂的量为0.1wt％至3wt％。5.如权利要求3所述的用于锂二次电池的电解质，其中基于100wt％的所述电解质的总重，所述添加剂的量为0.3wt％至2wt％。6.如权利要求3所述的用于锂二次电池的电解质，其中所述添加剂由化学式1a或化学式1b表示：
[化学式1a][化学式1b]7.如权利要求3所述的锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥尔加，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：