用于锂二次电池的包含含有醚官能团的离子液体的电解质和包括该电解质的锂二次电池制造技术

本发明专利技术涉及用于锂二次电池的包含含有醚官能团的离子液体的电解质和包括该电解质的锂二次电池，特别公开了用于二次电池的电解质，其包含含有醚官能团的离子液体，从而即使当分子量增加时，也可提供降低粘度和提高锂离子传导性的效果。子传导性的效果。子传导性的效果。

【技术实现步骤摘要】
用于锂二次电池的包含含有醚官能团的离子液体的电解质和包括该电解质的锂二次电池


[0001]本专利技术涉及一种用于锂二次电池的电解质和包括本文公开的电解质的锂二次电池，所述电解质包含含有醚官能团的离子液体。

技术介绍

[0002]对用于锂二次电池的基于离子液体的电解质的开发正引起极大的关注，所述电解质由于挥发性和可燃性非常低并且其电压范围很宽而被期待用于设计具有优异稳定性的电池。常规的基于吡啶鎓的离子液体和基于咪唑鎓的离子液体具有低的还原稳定性，因此不适用于锂二次电池。基于碳酸盐的有机溶剂混合电解质在降低可燃性方面具有局限性(这是常规电解质的缺点)，并且相比于粘度而言具有低的离子传导性。此外，当常规的离子液体以固体状凝胶电解质的形式应用于锂二次电池时，可能出现锂电极与电解质之间的高界面电阻的问题。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的以上信息仅用于增强对本专利技术的背景的理解，因此其可以包含不构成已为本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种用于锂二次电池的电解质，其能够增加锂离子传导性并降低粘度。
[0005]本专利技术的另一个目的是提供一种用于锂二次电池的电解质，其即使在与锂盐混合时也能够保持液相。
[0006]本专利技术的目的不限于上述目的。本专利技术的其它目的可根据以下描述加以理解，并且能够通过权利要求中限定的手段及其组合来实现。
[0007]在一个方面，本专利技术提供了一种用于锂二次电池的电解质，其包含含有阳离子和阴离子的离子液体以及金属盐，其中阳离子和阴离子中的至少一种包含醚基团。
[0008]阳离子可以包括吡咯烷鎓阳离子、哌啶鎓阳离子、吗啉鎓阳离子、铵阳离子、鏻阳离子或其组合。
[0009]阳离子可以包括：
[0010][0011]或其组合，其中R1、R2、R3和R4各自包含取代或未取代的C1
‑
C12烷基，R1、R2、R3和R4中的至少一个包含含有醚基团的脂族基团。
[0012]阳离子可以包括：
[0013][0014]或其组合。
[0015]阴离子可以包含由以下表示的醚基团：
[0016][0017]其中n为在1至3范围内的整数。
[0018]阴离子可以包括亚磷酸根、磷酸根、硫阴离子或其组合。
[0019]具体地，阴离子可以包括：
[0020]或其组合。
[0021]离子液体可以包含1至7个醚基团。
[0022]电解质的最低未占据分子轨道(LUMO)能级可以高于锂的最低未占据分子轨道(LUMO)能级。
[0023]当离子液体具有350g/mol或更低的分子量时，电解质或离子液体可以在15℃至25
℃的温度范围内处于液态。
[0024]金属盐可以是具有A
+
B
‑
结构的盐，其中A
+
包括至少一种碱金属阳离子，并且B
‑
包括BF4‑
、B(CN)4‑
、CH3BF3‑
、C2H5BF3‑
、CF3BF3‑
、C2F5BF3‑
、n
‑
C3H7BF3‑
、n
‑
C4F9BF3‑
、PF6‑
、CF3CO2‑
、CF3SO3‑
、N(SO2F)2‑
、N(SO2CF3)2‑
、N(SO2C2F5)2‑
、N(COCF3)(SO2CF3)
‑
、N(CN)2‑
、C(CN)3‑
、SCN
‑
、SeCN
‑
、CuCl2‑
、AlCl4‑
、F(HF)
2.3
‑
、BOB
‑
、ODFB
‑
或其组合。
[0025]离子液体与金属盐的摩尔比可以在0.1:1至1:1的范围内。
[0026]在另一个方面，本专利技术提供了一种锂二次电池，其包括阴极、含有锂金属的阳极以及介于阴极与阳极之间的隔膜，其中锂二次电池浸渍有电解质。
[0027]下面讨论本专利技术的其它方面和实施方案。
附图说明
[0028]参考示于附图中的某些示例性实施方案来详细地描述本专利技术的上述特征和其它特征，所述附图在下文中仅以举例说明的方式给出，因此对本专利技术是非限制性的。
[0029]图1示出了根据本专利技术的锂二次电池。
[0030]图2示出了现有技术的离子液体的阳离子和阴离子。
[0031]图3示出了根据本专利技术实施方案的离子液体的阳离子和阴离子。
具体实施方式
[0032]根据以下参考附图的实施方案来理解上述目的以及其它目的、特征和优点。然而，本专利技术并不限于这些实施方案，而是可以以不同的形式实施。推荐这些实施方案仅用以提供对所公开的上下文的完整和充分的理解，并且将本专利技术的技术构思充分地传达给本领域技术人员。
[0033]在对图的整个说明中，同样的附图标记指代同样的元件。在附图中，为了清楚起见可以放大结构的尺寸。虽然在本文可以使用术语“第一”、“第二”等描述各个元件，但是这些元件不应该被解释为由这些术语限制，这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分。例如，在由本专利技术限定的范围内，“第一”元件可以被称为“第二”元件，并且类似地，“第二”元件可以被称为“第一”元件。单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。
[0034]术语“包含/包括”和/或“具有”在本说明书中使用时指明存在所述的特征、数值、步骤、操作、元件、组分或它们的组合，但是不排除存在或加入一种或多种其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组分或它们的组合。此外，将理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称为在另一元件“上面”时，它可以是直接在另一元件上面，或者也可以存在介入中间的元件。此外，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称为在另一元件“下面”时，它可以是直接在另一元件下面，或者也可以存在介入中间的元件。
[0035]除非上下文另有明确说明，否则在本说明书中使用的表示成分、反应条件、聚合物组合物和混合物的量的所有数字、数值和/或表述均为近似值，其反映了在获得这些数值等时固有地存在的各种测量不确定性。出于该原因，应理解的是，在所有情况中术语“约”应被理解为修饰所有数字、数值和/或表述。此外，当在本说明书中公开数值范围时，除非另外定义，否则这些范围是连续的并且包括从最小值到最大值(包括每个范围内的最大值)的所有数字。而且，当范围是指整数时，除非另外定义，否则它包括从最小值到最大值(包括所述范
围内的最大值)的所有整数。
[0036]图1示出了根据本专利技术的锂二次电池的横截面图。参考图1，锂二次电池可以包括阴极10、阳极20和布置在阴极10与阳极20之间的隔膜30。锂二次电池可以浸渍有电解质(未示出)。
[0037]阴极10可以包含阴极活性材料、粘合剂、导电材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂二次电池的电解质，所述电解质包含：含有阳离子和阴离子的离子液体；以及金属盐，其中阳离子和阴离子中的至少一种包含醚基团。2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述阳离子包括吡咯烷鎓阳离子、哌啶鎓阳离子、吗啉鎓阳离子、铵阳离子、鏻阳离子或其组合。3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述阳离子包括：3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述阳离子包括：或其组合，其中R1、R2、R3和R4各自包含取代或未取代的C1
‑
C12烷基，以及R1、R2、R3和R4中的至少一个包含含有醚基团的脂族基团。4.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述阳离子包括：4.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述阳离子包括：或其组合。5.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述阴离子包含由以下表示的醚基团：
其中n为在1至3范围内的整数。6.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述阴离子包括亚磷酸根、磷酸根、硫阴离子或其组合。7.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述阴离子包括：或其组合。8.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述离子液体包含1至7个醚基团。9.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述金属盐包括具有A
+
B
‑
结构的盐，其中A
+
包括至少一种碱金属阳离子，以及B
‑
包括BF4‑
、B(CN)4‑
、CH3BF3‑
、C2H5BF3‑
、CF3BF3‑
、C2F5BF3‑
、n
‑
C3H7BF3‑
、n
‑
C4F9BF3‑
、PF6‑
、CF3CO2‑
、CF3SO3‑
、N(SO2F)2‑
、N(SO2CF3)2‑
、N(SO2C2F5)2‑
、N(COCF3)(SO2CF3)
‑
、N(CN)2‑
、C(CN)3‑
、SCN
‑
、SeCN
‑
、CuCl2‑
、AlCl4‑
、F(HF)
2.3
‑
、BOB
‑
、ODFB
‑
或其组合。10.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述离子液体与所述金属盐的摩尔比在0.1:1至1:1的范围内。11.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，所述电解质的最低未占据分子轨道能级...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭圭珠，金元根，权恩汦，徐塞缪尔，李东县，柳京汉，吴娟宗，李济丞，金大源，李秀娟，
申请(专利权)人：起亚株式会社庆熙大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：