用于二次电池的电解液和包括其的二次电池制造技术

根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液包括锂盐、非水有机溶剂和由化学式1表示的杂氮硅三环基化合物。通过包括根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液，二次电池能够表现出改善的存储特性和改善的容量特性。和改善的容量特性。

【技术实现步骤摘要】
用于二次电池的电解液和包括其的二次电池
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年8月24日提交的第10
‑
2021
‑
0111903号韩国专利申请的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术涉及一种用于二次电池的电解液和包括该电解液的二次电池，更具体地，涉及一种包括添加剂的用于二次电池的电解液，以及包括该电解液的二次电池。

技术介绍

[0004]二次电池是可以重复充电和放电的电池，并且随着信息通信行业和显示行业的发展，已被广泛应用于例如便携式摄像机、移动电话、笔记本电脑等的便携式电子通讯设备。二次电池的实例包括锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等。其中，锂二次电池因其工作电压高、每单位重量能量密度高，并且在充电率和轻量化(weight reduction)方面具有优势，已经得到了积极的开发和应用。
[0005]锂二次电池可以包括例如电极组件，该电极组件包括正极、负极，以及隔膜和浸渍有电极组件的电解液。锂二次电池可以进一步包括例如容纳电极组件和电解液的软包(pouch)型外部材料。
[0006]例如，当重复充电和放电时，包含在负极或正极中的活性物质颗粒可能与电解液接触而引起副反应，并且可能发生机械损伤和化学损伤，例如，颗粒裂纹。当改变活性物质的组成和结构以提高活性物质颗粒的稳定性时，电导率可能降低，因此二次电池的输出可能降低(degraded)。
[0007]因此，需要一种通用的方法来提高二次电池的寿命稳定性和输出/容量特性。
[0008]例如，韩国未审查专利公布第2019
‑
0069573号公开了一种包括涂覆有聚倍半硅氧烷(polysilsesquioxane)的硅纳米颗粒的负极活性物质和包括该负极活性物质的锂二次电池。
[0009][相关技术文献][0010][专利文献][0011]韩国未审查专利公布第2019
‑
0069573号

技术实现思路

[0012]本专利技术旨在提供一种用于二次电池的电解液(electrolyte solution)，其表现出增强的稳定性和活性。
[0013]本专利技术还旨在提供表现出增强的稳定性和活性的二次电池。
[0014]根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液包括锂盐，非水有机溶剂(non
‑
aqueous organic solvent)和杂氮硅三环基化合物(silatrane
‑
based compound)。
[0015]在根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液中，杂氮硅三环基化合物可以由
化学式1表示。
[0016][化学式1][0017][0018]在化学式1中，各个X包括氧、硫、氮或磷原子，R1被给电子基团(electron donating group)取代并且是C1至C
10
直链烷基、支链烷基和环烷基中的任一种，R2、R3、R4、R5、R6和R7各自可以为H或C1至C6直链烷基、支链烷基和环烷基中的任一种。
[0019]在根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液中，R1可以被给电子基团取代并且可以是C1至C5直链烷基或支链烷基，R2、R3、R4、R5、R6和R7各自可以为H或C1至C3直链烷基或支链烷基。
[0020]在根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液中，杂氮硅三环基化合物可以由化学式1
‑
1表示。
[0021][化学式1
‑
1][0022][0023]在化学式1
‑
1中，R1’
是C1至C5直链烷基或支链烷基，并且Nu是亲核官能团(nucleophilic functional group)。
[0024]在根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液中，亲核官能团可以包括卤素基团、羟基、烷氧基、一级至三级胺基、亚胺基、硫醇基、硫化物基团(sulfide group)和氰基中的一种或多种。
[0025]在根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液中，相对于100重量份的用于二次电池的电解液，杂氮硅三环基化合物的含量可以为0.1重量份至5.0重量份。
[0026]在根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液中，可以进一步包括添加剂，该添加剂包括选自含氟碳酸酯基化合物、亚乙烯基碳酸酯基化合物(vinylidene carbonate
‑
based compound)和含亚磺酰基化合物中的一种或多种化合物。
[0027]在根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液中，含氟碳酸酯基化合物可以包括氟代碳酸乙烯酯，亚乙烯基碳酸酯基化合物可以包括碳酸亚乙烯酯，并且含亚磺酰基化合物可以包括1,3
‑
丙烷磺内酯(1,3
‑
propanesultone)和硫酸乙烯酯中的一种或多种。
[0028]在根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液中，相对于100重量份的用于二次电池的电解液，添加剂的含量可以为0.1重量份至10重量份。
[0029]另外，根据示例性实施方案的二次电池包括包含锂金属氧化物的正极；包括碳基
活性物质和硅基活性物质中的一种以上的负极，并且被布置为与正极相对；以及根据示例性实施方案的用于二次电池的电解液。
[0030]在根据示例性实施方案的二次电池中，杂氮硅三环基化合物可以由化学式1表示。
[0031][化学式1][0032][0033]在化学式1中，各个X包括氧、硫、氮或磷原子，R1被给电子基团取代并且可以是C1至C
10
直链烷基、支链烷基和环烷基中的任一种，R2、R3、R4、R5、R6和R7各自可以为H或C1至C6直链烷基、支链烷基和环烷基中的任一种。
[0034]在根据示例性实施方案的二次电池中，R1可以被给电子基团取代并且可以是C1至C5直链烷基或支链烷基，R2、R3、R4、R5、R6和R7各自可以为H或C1至C3直链烷基或支链烷基。
[0035]在根据示例性实施方案的二次电池中，相对于100重量份的用于二次电池的电解液，杂氮硅三环基化合物的含量可以为0.1重量份至5.0重量份。
[0036]在根据示例性实施方案的二次电池中，负极包括碳基活性物质和硅基活性物质，并且相对于100重量份的所述碳基活性物质，所述硅基活性物质的含量可以为0.1重量份至50重量份。
附图说明
[0037]通过参照附图详细描述本专利技术的示例性实施方案，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点对于本领域技术人员将变得更加显而易见，其中：
[0038]图1为根据示例性实例的二次电池的示意性平面图；
[0039]图2为根据示例性实例的二次电池的示意性截面图；
[0040]图3和图4分别为根据示例性实例和对比例的负极活性物质表面的扫描电子显微镜(SEM)图像。
具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于二次电池的电解液，其包括锂盐、非水有机溶剂和由化学式1表示的杂氮硅三环基化合物：[化学式1]其中，在化学式1中，各个X包括氧、硫、氮或磷原子，R1被给电子基团取代并且是C1至C
10
直链烷基、支链烷基和环烷基中的任一种，R2、R3、R4、R5、R6和R7各自为H，或C1至C6直链烷基、支链烷基和环烷基中的任一种。2.根据权利要求1所述的电解液，其中，在化学式1中，X包括氧、硫、氮或磷原子，R1被给电子基团取代并且是C1至C5直链烷基或支链烷基，R2、R3、R4、R5、R6和R7各自为H或C1至C3直链烷基或支链烷基。3.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述杂氮硅三环基化合物为由化学式1
‑
1表示：[化学式1
‑
1]其中，在化学式1
‑
1中，R1’
是C1至C5直链烷基或支链烷基，并且Nu是亲核官能团。4.根据权利要求3所述的电解液，其中，所述亲核官能团包括卤素基团、羟基、烷氧基、一级至三级胺基、亚胺基、硫醇基和硫化物基团中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的电解液，其中，相对于100重量份的所述用于二次电池的电解液，所述杂氮硅三环基化合物的含量为0.1重量份至5.0重量份。6.根据权利要求1所述的电解液，其进一步包括添加剂，所述添加剂包括选自含氟碳酸酯基化合物、亚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴承娟，申相慧，沈由那，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：