用于锂电池的电解质和包括电解质的锂电池制造技术

公开了用于锂电池的电解质和包括电解质的锂电池。用于锂电池的电解质可包括：锂盐；非水有机溶剂；以及添加剂，包括在本说明书中公开的由式1表示的化合物与在本说明书中公开的由式2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于锂电池的电解质和包括电解质的锂电池


[0001]公开了用于锂电池的电解质和包括电解质的锂电池。

技术介绍

[0002]锂二次电池可以高倍率可再充电，并且每单位重量能量密度为现有的铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池或镍锌电池等的至少三倍。
[0003]锂电池在高驱动电压下运行，因此，不应在锂电池中使用与锂具有高反应性的水性电解液。一般而言，在锂二次电池中，使用有机电解液。有机电解液通过将锂盐溶解于非水有机溶剂中而制造。优选非水有机溶剂在高电压下稳定，并且具有高离子传导率和介电常数以及低粘度。
[0004]然而，当有机电解液用作用于锂二次电池的电解质时，锂二次电池的寿命特性和高温稳定性可能由于在负电极/正电极和电解质之间的副反应而劣化。
[0005]为了解决这些问题，将添加剂添加至用于锂二次电池的电解质。然而，迄今为止目前使用的这样的添加剂不能在室温至高温的宽温度范围内提供足够的电池寿命特性和稳定性。
[0006]在这种背景下，需要在室温至高温的宽温度范围内提供电池寿命特性和稳定性的用于锂电池的电解质和包括电解质的锂电池。

技术实现思路

[0007]一个方面提供用于锂电池的电解质，其包括新型电解质添加剂。
[0008]另一方面提供包括电解质的锂电池。
[0009]本公开一个方面提供用于锂电池的电解质，其包括：
[0010]锂盐；
[0011]非水有机溶剂；和
[0012]添加剂，包括由式1表示的化合物与由式2
‑
1和式2
‑
2表示的化合物中的至少一种化合物：
[0013]式1
[0014][0015]在式1中，
[0016]A1、A2、A3和A4可各自独立地为单键、未取代的或取代的C1‑
C5亚烷基、羰基或亚磺酰基。
[0017]式2
‑1[0018][0019]在式2
‑
1中，
[0020]R1可为氢原子、卤素原子、未取代的或取代的C1‑
C
20
烷基或
‑
(CH2)
n
‑
X基，其中n可为1～10的整数并且X可为卤素原子；并且
[0021]R2'可为
‑
(CH2)
n'
‑
N＝C＝O基或
‑
(CH2)
m'
‑
N＝C＝S基，其中n'和m'可各自为0～10。
[0022]式2
‑2[0023][0024]在式2
‑
2中，
[0025]R1'和R'3可各自独立地为
‑
(CH2)
n'
‑
N＝C＝O基或
‑
(CH2)
m'
‑
N＝C＝S基，其中n'和m'可各自为0～10；并且
[0026]R'2可为未取代的或取代的C1‑
C
20
亚烷基。
[0027]在式1中，A1、A2、A3和A4可各自独立地为未取代的或取代的C1‑
C5亚烷基、羰基或亚磺酰基，并且
[0028]取代的C1‑
C5亚烷基可为被选自下述的至少一个官能团取代的C1‑
C5亚烷基：卤素原子、C1‑
C5烷基、被卤素原子取代的C1‑
C5烷基、C6‑
C
20
芳基、被卤素原子取代的C6‑
C
20
芳基、C6‑
C
20
杂芳基或被卤素原子取代的C6‑
C
20
杂芳基。
[0029]在式2
‑
1中，R1可为卤素原子、未取代的或取代的C1‑
C
20
烷基或被卤素原子取代的C1‑
C5烷基。
[0030]在式2
‑
1和式2
‑
2中，R2、R1'和R'3可为
‑
(CH2)
n'
‑
N＝C＝O，其中n'可为0～10。
[0031]由式2
‑
1和式2
‑
2表示的化合物可包括由式3～式7表示的化合物中的一种或多种：
[0032][0033][0034]式7
[0035][0036]在电解质中，由式1表示的化合物的含量可等于或大于由式2
‑
1和式2
‑
2表示的化合物中的一种或多种化合物的含量。
[0037]在电解质中，相对于电解质的总重，由式1表示的化合物的含量可为0.01wt％～5wt％。
[0038]在电解质中，相对于电解质的总重，由式2
‑
1和式2
‑
2表示的化合物中的一种或多种化合物的含量可为0.01wt％～3wt％。
[0039]根据本公开的另一方面，提供了锂电池，其包括：
[0040]正电极，包括正电极活性物质；
[0041]负电极，包括负电极活性物质；以及
[0042]位于正电极和负电极之间的上述电解质。
[0043]正电极活性物质可包括由式9表示的化合物：
[0044]式9
[0045]LiNi
x
Co
y
M1‑
x
‑
y
O2‑
z
A
z
[0046]在式9中，
[0047]M可为选自铝(Al)、锰(Mn)、钒(V)、镁(Mg)、镓(Ga)、钨(W)、钼(Mo)、铁(Fe)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)和钛(Ti)中的至少一种；
[0048]A可为选自F、S、Cl和Br中的至少一种；并且
[0049]可满足0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤0.3，且x+y≤1。
[0050]在式9中，可满足0.8≤x<1，并且M可为选自铝(Al)、锰(Mn)、钒(V)、镁(Mg)、钼(Mo)、铁(Fe)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)和钛(Ti)中的至少一种。
[0051]负电极活性物质可包括碳类材料、硅类材料或硅碳类复合物。
[0052]负电极活性物质可为硅碳复合物，其中相对于硅碳复合物的总重，硅的含量可为1wt％或更大。
[0053]根据本公开的方面的用于锂电池的电解质包括添加剂，该添加剂包括由式1表示的化合物与由式2
‑
1和式2
‑
2表示的化合物中的至少一种化合物。包括电解质的锂电池可在室温、在高温和在快速充电倍率下具有改善的稳定性，以及在室温和高温下具有改善的寿命特性和存储特性。
附图说明
[0054]图1为根据实施方式的锂电池的示意图。
具体实施方式
[0055]在下文中，参考本公开的实施例和附图，更详细地描述了用于锂电池的电解质和包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于锂电池的电解质，所述电解质包括：锂盐；非水有机溶剂；以及添加剂，包括由式1表示的化合物与由式2
‑
1和式2
‑
2表示的化合物中的至少一种化合物：式1其中在式1中，A1、A2、A3和A4各自独立地为单键、未取代的或取代的C1‑
C5亚烷基、羰基或亚磺酰基。式2
‑
1其中在式2
‑
1中，R1为氢原子、卤素原子、未取代的或取代的C1‑
C
20
烷基或
‑
(CH2)
n
‑
X基，其中n为1～10的整数并且X为卤素原子；并且R2为
‑
(CH2)
n'
‑
N＝C＝O基或
‑
(CH2)
m'
‑
N＝C＝S基，其中n'和m'各自为0～10。式2
‑
2其中在式2
‑
2中，R1'和R'3各自独立地为
‑
(CH2)
n'
‑
N＝C＝O基或
‑
(CH2)
m'
‑
N＝C＝S基，其中n'和m'各自为0～10；并且R'2为未取代的或取代的C1‑
C
20
亚烷基。2.如权利要求1所述的电解质，其中在式1中，A1、A2、A3和A4各自独立地为未取代的或取代的C1‑
C5亚烷基、羰基或亚磺酰基，其中所述取代的C1‑
C5亚烷基为被选自下述的至少一个官能团取代的C1‑
C5亚烷基：卤素原子、C1‑
C5烷基、被卤素原子取代的C1‑
C5烷基、C6‑
C
20
芳基、被卤素原子取代的C6‑
C
20
芳基、C6‑
C
20
杂芳基或被卤素原子取代的C6‑
C
20
杂芳基。3.如权利要求1所述的电解质，其中在式2
‑
1中，R1为卤素原子、未取代的或取代的C1‑
C
20
烷基或被卤素原子取代的C1‑
C5烷基。4.如权利要求1所...

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