添加剂以及包括其的锂二次电池电解质和锂二次电池制造技术

提供了由化学式1表示的添加剂、包括其的用于锂二次电池的电解质以及锂二次电池。化学式1的细节与说明书中描述的那些相同。式1的细节与说明书中描述的那些相同。式1的细节与说明书中描述的那些相同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】添加剂以及包括其的锂二次电池电解质和锂二次电池


[0001]本公开涉及用于锂二次电池的添加剂、电解质和锂二次电池。

技术介绍

[0002]锂二次电池可为再充电的并且每单位重量具有传统的铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等的三倍或更多倍的高能量密度，并且也可在高倍率下充电，因此，在商业上被制造用于膝上型计算机、蜂窝电话、电动工具、电动自行车等，并且已经积极地进行有关改善另外能量密度的研究。
[0003]通过将电解质注入电池单体中制造这种锂二次电池，该电池单体包括：包括能够嵌入/脱嵌锂离子的正极活性物质的正电极和包括能够嵌入/脱嵌锂离子的负电极活性物质的负电极。
[0004]特别地，电解质使用其中溶解锂盐的有机溶剂，并且这种电解质对于决定锂二次电池的稳定性和性能是重要的。
[0005]最常用作电解质的锂盐的LiPF6具有通过与电解质的有机溶剂反应而加速溶剂的消耗并且生成大量气体的问题。当LiPF6分解时，产生LiF和PF5，其造成电池中电解质消耗，导致高温性能劣化和差的安全性。
[0006]相应地，需要即使在高温条件下也具有改善的安全性并且没有性能劣化的电解质。

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]实施方式提供了具有改善的热稳定性的添加剂。
[0009]另一实施方式提供了通过施加添加剂而具有改善的循环寿命特点、高温安全性和高温可靠性的锂二次电池，并且特别是，通过减少在高温储存期间的气体生成和电阻增加率而具有改善的高温储存特性和穿刺安全性的锂二次电池。
[0010]另一实施方式提供了包括用于锂二次电池的电解质的锂二次电池。
[0011]技术方案
[0012]本专利技术的实施方式提供了由化学式1表示的添加剂。
[0013][化学式1][0014][0015]在化学式1中，
[0016]A、B和C各自独立地为取代的或未取代的含氮杂环基。
[0017]A、B和C中含有的氮各自通过σ键连接至P＝O基团。
[0018]A、B和C可各自独立地为取代的或未取代的含氮芳族杂环基或者取代的或未取代的含氮非芳族杂环基。
[0019]取代的或未取代的含氮芳族杂环基可为取代的或未取代的吡咯基、取代的或未取代的吡唑基、取代的或未取代的咪唑基、取代的或未取代的三唑基、取代的或未取代的噁嗪基、取代的或未取代的噻嗪基、取代的或未取代的苯并咪唑基、取代的或未取代的吲哚基、取代的或未取代的异吲哚基、取代的或未取代的苯并噁嗪基、取代的或未取代的苯并噻嗪基、取代的或未取代的吩噻嗪基或者取代的或未取代的吩噁嗪基。
[0020]取代的或未取代的含氮非芳族杂环基可为取代的或未取代的2
‑
吡咯啉基、取代的或未取代的3
‑
吡咯啉基、取代的或未取代的吡咯烷基、取代的或未取代的吡唑烷基、取代的或未取代的咪唑烷基、取代的或未取代的哌啶基、取代的或未取代的哌嗪基、取代的或未取代的吗啉基、取代的或未取代的硫吗啉基、取代的或未取代的二噻嗪基、取代的或未取代的吲哚啉基或者取代的或未取代的异吲哚啉基。
[0021]A、B和C可各自独立地为取代的或未取代的吡咯烷基、取代的或未取代的哌啶基、取代的或未取代的吡咯基、取代的或未取代的吡唑基、取代的或未取代的咪唑基或者取代的或未取代的苯并咪唑基。
[0022]A、B和C可各自独立地选自组1中列举的取代基。
[0023][组1][0024][0025]本专利技术的另一实施方式提供了用于锂二次电池的电解质，其包括非水有机溶剂、锂盐和前述的添加剂。
[0026]基于用于锂二次电池的电解质的总重，包括的添加剂的量可为0.1wt％至10wt％。
[0027]基于用于锂二次电池的电解质的总重，包括的添加剂的量可为0.1wt％至5.0wt％。
[0028]基于用于锂二次电池的电解质的总重，包括的添加剂的量可为0.1wt％至3.0wt％。
[0029]本专利技术的另一实施方式提供了锂二次电池，其包括：包括正电极活性物质的正电极；包括负电极活性物质的负电极；和前述的电解质。
[0030]正电极活性物质可为由化学式4表示的锂复合氧化物。
[0031][化学式4][0032]Li
x
M
11
‑
y
‑
z
M
2y
M
3z
O2[0033]在化学式4中，
[0034]0.5≤x≤1.8，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤y+z＜1并且M1、M2和M3各自独立地可为选自诸如Ni、Co、Mn、Al、Sr、Mg或La的金属中的任何一种，和其组合。
[0035]例如，正电极活性物质可为由化学式4
‑
1至化学式4
‑
3中的至少一个表示的锂复合
氧化物。
[0036][化学式4
‑
1][0037]Li
x1
Ni
y1
Co
z1
Al1‑
y1
‑
z1
O2[0038]在化学式4
‑
1中，
[0039]1≤x1≤1.2，0＜y1＜1并且0＜z1＜1。
[0040][化学式4
‑
2][0041]Li
x2
Ni
y2
Co
z2
Mn1‑
y2
‑
z2
O2[0042]在化学式4
‑
2中，
[0043]1≤x2≤1.2，0＜y2＜1并且0＜z2＜1。
[0044][化学式4
‑
3][0045]Li
x3
CoO2[0046]在化学式4
‑
3中，
[0047]0.5＜x3≤1。
[0048]有益的效果
[0049]通过施加具有改善的热安全性的添加剂，可防止在高温下放置后内部电阻的增加和气体的生成以及电压降，因此可实施具有改善的高温特点和穿刺安全性的锂二次电池。
附图说明
[0050]图1为示出根据本专利技术的实施方式的锂二次电池的示意图。
[0051]图2为化学式a的化合物的1H
‑
NMR图。
[0052]图3为化学式a的化合物的
13
C
‑
NMR图。
[0053]图4为化学式a的化合物的
31
P
‑
NMR图。
[0054]图5为示出根据实施例1至实施例3以及比较例1和比较例2的锂二次电池单体的根据热暴露的温度和电压变化的曲线图。
[0055]图6为示出实施例1至实施例3以及比较例1和比较例2的锂二次电池单体在150mm/s的穿刺后单体表面温度和单体电压的变化的曲线图。
[0056]图7为测量根据实施例1至实施例3以及比较例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由化学式1表示的添加剂：[化学式1]其中，在化学式1中，A、B和C各自独立地为取代的或未取代的含氮杂环基，并且A、B和C中含有的氮各自通过σ键连接至P＝O基团。2.根据权利要求1所述的添加剂，其中A、B和C各自独立地为取代的或未取代的含氮芳族杂环基或者取代的或未取代的含氮非芳族杂环基。3.根据权利要求2所述的添加剂，其中所述取代的或未取代的含氮芳族杂环基为取代的或未取代的吡咯基、取代的或未取代的吡唑基、取代的或未取代的咪唑基、取代的或未取代的三唑基、取代的或未取代的噁嗪基、取代的或未取代的噻嗪基、取代的或未取代的苯并咪唑基、取代的或未取代的吲哚基、取代的或未取代的异吲哚基、取代的或未取代的苯并噁嗪基、取代的或未取代的苯并噻嗪基、取代的或未取代的吩噻嗪基或者取代的或未取代的吩噁嗪基。4.根据权利要求2所述的添加剂，其中所述取代的或未取代的含氮非芳族杂环基为取代的或未取代的2
‑
吡咯啉基、取代的或未取代的3
‑
吡咯啉基、取代的或未取代的吡咯烷基、取代的或未取代的吡唑烷基、取代的或未取代的咪唑烷基、取代的或未取代的哌啶基、取代的或未取代的哌嗪基、取代的或未取代的吗啉基、取代的或未取代的硫吗啉基、取代的或未取代的二噻嗪基、取代的或未取代的吲哚啉基或者取代的或未取代的异吲哚啉基。5.根据权利要求1所述的添加剂，其中所述A、B和C各自独立地为取代的或未取代的吡咯烷基、取代的或未取代的哌啶基、取代的或未取代的吡咯基、取代的或未取代的吡唑基、取代的或未取代的咪唑基或者取代的或未取代的苯并咪唑基。6.根据权利要求1所述的添加剂，其中所述A、B和C各自独立地选自组1中列举的取代基：组17.一种用于锂二次电池的电解质，包括：非水有机溶剂，
锂盐，和根据权利要求1至6中任一项所述的添加剂。8.根据权利要求7所述的用于锂二次电池的电解质，其中基于所述用于锂二次电池的电解质的总重，包括的所述添加剂的量为0.1wt％至10wt％。9.根据权利要求7所述的用于锂二次电池的电解质，其中基于所述用于锂二次电池的电解质的总重，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李太珍，金多炫，金玟抒，金相勳，金泰勳，文凤振，禹明希，赵原奭，金相亨，朴寭真，柳宝炅，
申请(专利权)人：西江大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：