【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新型非水电解质用添加剂及包含其的锂二次电池
[0001]本专利技术涉及一种新型非水电解质用添加剂和包含其的锂二次电池。
[0002]本申请要求2021年11月16日提交的韩国专利申请10
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2021
‑
0157225号和2022年10月13日提交的韩国专利申请10
‑
2022
‑
0131377号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
技术介绍
[0003]近年来，二次电池不仅广泛应用于小型设备，例如便携式电子设备，还广泛应用于大中型设备，例如混合动力车辆或电动车辆的电池组或储能设备。这些二次电池的实例可以包含非水电解质电池，例如锂离子电池、锂电池、锂离子电容器和钠离子电池。
[0004]在这些非水电解质电池中，通过将电解质注入到电池电芯中来使用锂离子电池，所述电池电芯包含正极和负极，所述正极包含能够嵌入和脱嵌锂的正极活性材料，所述负极包含能够嵌入和脱嵌锂的负极活性材料。特别是，电解质使用溶解有锂盐的有机溶剂，且重要的是确定锂二次电池的稳定性和性能。
[0005]例如，LiPF6是最广泛用于电解质的锂盐，LiPF6与电解质溶剂反应，促进溶剂的消耗并产生HF。由此产生的HF不仅会在高温条件下产生大量气体，还会从正极活性材料中洗脱出金属离子，当洗脱出的金属离子以沉淀物的形式在负极表面上产生时，会导致负极电位的升高，电芯开路电压(OCV)的下降，从而导致电池性能下降以及寿命降低和高温安全性降低等问题。
技术实现思路
>[0006]技术问题
[0007]因此，本专利技术旨在提供一种在电极表面形成涂膜的开发技术，以防止正极和电解质之间的直接接触，通过降低电解质的氧化分解来抑制气体产生，同时阻止正极和HF或PF5之间的直接接触，以及通过改善正极的金属离子沉淀现象来改善容量保持率并防止电池的OCV下降。
[0008]技术方案
[0009]为了解决上述问题，
[0010]本专利技术的一个实施方式提供了：
[0011]一种二次电池用电解质添加剂，其包含下式1所示的化合物：
[0012][式1][0013][0014]其中，
[0015]R1是氢或具有1至4个碳原子的烷基，
[0016]R2包含选自具有1至10个碳原子的亚烷基、具有1至10个碳原子的亚烷氧基、具有5至10个碳原子的亚环烷基和中的一种或多种，
[0017]R3是氟基、具有1至10个碳原子的烷基、具有1至10个碳原子的烷氧基或
[0018]其中，烷基、亚烷基、烷氧基、亚烷氧基、环亚烷基、其中，烷基、亚烷基、烷氧基、亚烷氧基、环亚烷基、中包含的一个或多个氢可选地被氟原子所取代，
[0019]X是氧原子(O)或
‑
NR4‑
，其中R4是氢或具有1至4个碳原子的烷基，
[0020]M包含选自由锂、钠、钾、具有1至4个碳原子的四烷基铵和具有1至4个碳原子的四烷基鏻组成的组中的一种或多种，
[0021]l是1至6的整数，以及
[0022]m和n各自是2至20的整数。
[0023]具体地，R1可以是氢或甲基，
[0024]R2包含选自亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚甲氧基、亚乙氧基、亚丙氧基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚环庚基、中的一种或多种，
[0025]R3可以是氟基、甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基、可以是氟基、甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基、
[0026]X可以是氧原子(O)、
‑
NH
‑
或
‑
NCH3‑
，M可以是锂，l可以是1或2的整数，m和n各自可以是2至10的整数。
[0027]更具体地，式1所示的化合物可以是选自以下结构式1至结构式120中的一种或多种化合物：
[0028][0029][0030][0031][0032][0033]在结构式9至12、21至48、57至60、69至96、105至108和117至120中，a和b分别是2至4的整数。
[0034]此外，本专利技术的一个实施方式提供了：
[0035]一种锂二次电池用电解质组合物，其包含：非水有机溶剂；锂盐；和下式1所示的化合物：
[0036][式1][0037][0038]其中，
[0039]R1是氢或具有1至4个碳原子的烷基，
[0040]R2包含选自具有1至10个碳原子的亚烷基、具有1至10个碳原子的亚烷氧基、具有5至10个碳原子的亚环烷基和的一种或多种，
[0041]R3是氟基、具有1至10个碳原子的烷基、具有1至10个碳原子的烷氧基或
[0042]其中，烷基、亚烷基、烷氧基、亚烷氧基、亚环烷基、其中，烷基、亚烷基、烷氧基、亚烷氧基、亚环烷基、中包含的一个或多个氢可选地被氟原子所取代，
[0043]X是氧原子(O)或
‑
NR4‑
，其中R4是氢或具有1至4个碳原子的烷基，
[0044]M包含选自由锂、钠、钾、具有1至4个碳原子的四烷基铵和具有1至4个碳原子的四烷基鏻组成的组中的一种或多种，
[0045]l是1至6的整数，以及
[0046]m和n各自是2至20的整数。
[0047]本文中，相对于电解质组合物的总重量，式1所示的化合物的含量可以为0.01重量％至3重量％。
[0048]此外，锂盐可以包含选自由以下组成的组中的一种或多种：LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB
10
Cl
10
、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、(CF3SO2)2NLi和(FSO2)2NLi。
[0049]另外，非水有机溶剂可以包含N
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ
‑
丁内酯、1,2
‑
二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2
‑
甲基四氢呋喃、二甲基亚砜、1,3
‑
二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、柠檬酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑烷酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯和丙酸乙酯。
[0050]此外，本专利技术的一个实施方式提供了一种锂二次电池，其包含：
[0051]电极组件，所述电极组件包含正极和负极，以及置于正极和负极之间的隔膜，其中，所述正极包含由下式2和下式3所示的锂金属氧化物的一种或多种正极活性材料；和
[0052]本专利技术所述的电解质组合物：
[0053][式2][0054]Li
x
[Ni
y
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二次电池用电解质添加剂，其包含：式1所示的化合物：[式1]其中，R1是氢或具有1至4个碳原子的烷基，R2包含选自具有1至10个碳原子的亚烷基、具有1至10个碳原子的亚烷氧基、具有5至10个碳原子的亚环烷基和中的一种或多种，R3是氟基、具有1至10个碳原子的烷基、具有1至10个碳原子的烷氧基或其中，所述烷基、所述亚烷基、所述烷氧基、所述亚烷氧基、所述亚环烷基、中包含的一个或多个氢可选地被氟原子所取代，X是氧原子(O)或
‑
NR4‑
，R4是氢或具有1至4个碳原子的烷基，M包含选自由锂、钠、钾、具有1至4个碳原子的四烷基铵和具有1至4个碳原子的四烷基鏻组成的组中的一种或多种，l是1至6的整数，以及m和n各自是2至20的整数。2.如权利要求1所述的电解质添加剂，其中，R1是氢或甲基，R2包含选自亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚甲氧基、亚乙氧基、亚丙氧基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚环庚基、中的一种或多种，R3是氟基、甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基、是氟基、甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基、X是氧原子(O)、
‑
NH
‑
或
‑
NCH3‑
，M是锂，l是1或2的整数，m和n各自是2至10的整数。3.如权利要求1所述的电解质添加剂，其中，所述式1所示的化合物是选自以下结构式1至结构式120中的一种或多种化合物：
4.一种锂二次电池用电解质组合物，其包含：非水有机溶剂；锂盐；和式1所示的化合物：[式1]
其中，R1是氢或具有1至4个碳原子的烷基，R2包含选自具有1至10个碳原子的亚烷基、具有1至10个碳原子的亚烷氧基、具有5至10个碳原子的亚环烷基和中的一种或多种，R3是氟基、具有1至10个碳原子的烷基、具有1至10个碳原子的烷氧基或其中，所述烷基、所述亚烷基、所述烷氧基、所述亚烷氧基、所述亚环烷基、中包含的一个或多个氢可选地被氟原子所取代，X是氧原子(O)或
‑
NR4‑
，R4是氢或具有1至4个碳原子的烷基，M包含选自由锂、钠、钾、具有1至4个碳原子的四烷基铵和具有1至4个碳原子的四烷基鏻组成的组中的一种或多种，l是1至6的整数，以及m和n各自是2至20的整数。5.如权利要求4所述的电解质组合物，其中，相对于所述电解质组合物的总重量，所述式1所示的化合物的存在量为0.01重量％至3重量％。6.如权利要求4所述的电解质组合物，其中，所述锂盐包含选自由以下组成的组中的一种或多种：LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB
10
Cl
10
、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、(CF3SO2)2NLi和(FSO2)2NLi。7.如权利要求4所述的电解质组合物，其中，所述非水有机溶剂包含选自由以下组成的组中的一种或多种：N
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甲基
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吡咯烷酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ
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丁内酯、1,2
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑裕暻，安庆昊，韩俊赫，申元景，李沅泰，池守贤，吴永豪，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：
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