包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及包含硅酸铝(aluminum silicate)的二次电池电解质用添加剂及其制备方法，更具体地，涉及在通过抑制电化学副反应来不给充放电容量带来影响的同时，在二次电池电极中能够可逆地改善锂离子的吸收及释放并促进固体电解质中间相(Solid Electrolyte Interphase，SEI)形成的包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂及其制备方法。电解质用添加剂及其制备方法。电解质用添加剂及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及包含硅酸铝(aluminum silicate)的二次电池电解质用添加剂及其制备方法，更具体地，涉及在通过抑制电化学副反应来不给充放电容量带来影响的同时，在二次电池电极中能够可逆地改善锂离子的吸收及释放并促进固体电解质中间相(Solid Electrolyte Interphase，SEI)形成的包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]具有宽广的比表面积和均匀的气孔的纳米多孔性物质广泛地用作吸附剂、催化剂支撑剂、分离及纯化工序以及离子交换媒介等中使用。尤其，新型材料领域持续地研究着具有调节的多孔性的新型纳米结构物质的合成。
[0003]其中，硅酸铝为通过水溶性铝盐(water soluble aluminium salts)与硅酸钠(sodium silicate)的沉淀反应合成的多孔性无机化合物，基于其强力的吸附性能，可以在工业用、食品纯化用及化妆品原材料等领域中使用。
[0004]迄今报告的有关二氧化硅及硅酸盐的文献大部分利用四乙氧基硅烷(Tetraethyl orthosilicate，TEOS)作为二氧化硅前体合成。四乙氧基硅烷(TEOS)的优点在于，由于其高反应性使随着pH的二氧化硅合成成为可能，并且，因所含杂质低而可以合成高纯度的无机化合物，但因其高昂的价格，使其在国际市场中难以确保竞争力。
[0005]基于硅酸盐的无机化合物虽然可以利用溶胶
‑
凝胶(sol<br/>‑
gel)合成法通过多种变量的(pH、表面活性剂、温度、浓度等)的调节来调节粒子的形状、粒度、表面特性等，但有关其明确机制的研究几乎是空白。并且，硅酸铝因粒度及宽泛的pH范围而难以控制条件，因此，大部分硅酸铝的开发都停留在多孔性的调节上。
[0006]另一方面，锂二次电池为了提高能量密度而通过高电压激活来在高电压带中使用，在高电压下，活性物质与电解液发生副反应而加深电池性能的退化，同时，还发生充放电时电解液溶出活性物质的问题，因此，最终具有引起电池的退化的缺点。
[0007]为了克服这样的缺点，使用了在锂二次电池的充放电时通过比其他电解质更早被氧化来在正极表面形成保护膜的用于保护正极的电解质添加剂，但现有的添加剂大部分为不环保的有机化合物，而且无法以令人满意的水平抑制电池性能的退化现象，因此成为阻碍开发高性能(高功率)锂二次电池的原因。
[0008]因此，为了解决前述问题，本专利技术人意识到开发用于开发高电压循环的容量下降得到改善、寿命稳定性得到提高的二次电池的锂二次电池用电解质添加剂已迫在眉睫，从而完成本专利技术。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]本专利技术的目的在于，提供在通过抑制电化学副反应来不给充放电容量带来影响的
同时，在二次电池电极中可逆地改善锂离子的吸收及释放并能够促进固体电解质中间相形成的包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂。
[0011]本专利技术的另一目的在于，提供在通过抑制电化学副反应来不给充放电容量带来影响的同时，在二次电池电极中可逆地改善锂离子的吸收及释放并能够促进固体电解质中间相形成的包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂的制备方法。
[0012]本专利技术所要解决的技术问题不限定于上述提及的技术问题，本专利技术所属
的普通技术人员可以通过本专利技术的记载明确理解未提及的或其他技术问题。
[0013]技术方案
[0014]为了实现上述目的，本专利技术提供包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂的制备方法。
[0015]以下，更为详细地说明本专利技术。
[0016]本专利技术提供包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂。
[0017]在本专利技术中，上述硅酸铝的特征在于，具有200nm至20μm的粒径。
[0018]在本专利技术中，上述硅酸铝的特征在于，质量比为60重量百分比(wt％)至70重量百分比的氧(O)、0.1重量百分比至2重量百分比的铝(Al)及25重量百分比至35重量百分比的硅(Si)。
[0019]在本专利技术中，上述硅酸铝的特征在于，具有50m2/g至1000m2/g的比表面积(Surface area)。
[0020]在本专利技术中，上述硅酸铝的特征在于，具有0.1nm至20nm的孔径(pore size)。
[0021]并且，本专利技术提供包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂的制备方法，其特征在于，包括：步骤(A1)，混合表面活性剂与铝前体来制备第一混合物；步骤(A2)，向上述第一混合物中加入硅酸盐前体来制备第二混合物；以及步骤(A3)，煅烧(calcination)上述第二混合物来制备包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂。
[0022]在本专利技术中，上述步骤(A1)的特征在于，包括：步骤(A1a)，将上述表面活性剂溶于溶剂中；以及步骤(A1b)，向上述溶解物中加入铝前体来制备第一混合物。
[0023]在本专利技术中，上述步骤(A2)的特征在于，包括：步骤(A2a)，向上述第一混合物中加入硅酸盐前体；以及步骤(A2b)，加热添加有上述硅酸盐前体的第一混合物来制备第二混合物。
[0024]在本专利技术中，上述步骤(A3)的特征在于，包括：步骤(A3a)，冷却上述第二混合物；步骤(A3b)，过滤上述冷却的第二混合物并干燥；以及步骤(A3c)，在300℃至800℃的温度下煅烧上述干燥的第二混合物来制备包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂。
[0025]并且，本专利技术提供包含上述包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂的二次电池电解质。
[0026]在本专利技术中，上述二次电池电解质的特征在于，相对于上述二次电池电解质的总重量百分比，包含0.1重量百分比至2.0重量百分比的上述二次电池电解质用添加剂。
[0027]并且，本专利技术提供包含上述二次电池电解质的二次电池。
[0028]在上述包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂、其制备方法、包含其的二次电池电解质及包含上述二次电池电解质的二次电池中所提及的所有事项，只要不相互矛盾，就同样适用。
[0029]专利技术的效果
[0030]本专利技术的包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂及其制备方法通过抑制电化学副反应来不给充放电容量带来影响的同时，在二次电池电极中可逆地改善锂离子的吸收及释放并能够促进固体电解质中间相形成。
[0031]本专利技术的效果不限定于上述效果，本专利技术所属
的普通技术人员可以通过专利技术要求保护范围的记载明确理解未提及的或其他效果。
附图说明
[0032]图1为确认本专利技术的二次电池添加剂用硅酸铝的粒径的扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)图像。
[0033]图2为确认本专利技术的二次电池添加剂用硅酸铝的构成的能量色散X射线光谱法(Energy Dispersive X
‑
ray Spectroscopy，EDS)图像。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】1.一种二次电池电解质用添加剂，其特征在于，包含硅酸铝。2.根据权利要求1所述的二次电池电解质用添加剂，其特征在于，上述硅酸铝具有200nm至20μm的粒径。3.根据权利要求1所述的二次电池电解质用添加剂，其特征在于，上述硅酸铝的质量比为60重量百分比至70重量百分比的氧、0.1重量百分比至2.0重量百分比的铝及25重量百分比至35重量百分比的硅。4.根据权利要求1所述的二次电池电解质用添加剂，其特征在于，上述硅酸铝具有50m2/g至1000m2/g的比表面积。5.根据权利要求1所述的二次电池电解质用添加剂，其特征在于，上述硅酸铝具有0.1nm至20nm的孔径。6.一种二次电池电解质用添加剂的制备方法，其特征在于，包括：步骤(A1)，混合表面活性剂与铝前体来制备第一混合物；步骤(A2)，向上述第一混合物中加入硅酸盐前体来制备第二混合物；以及步骤(A3)，煅烧上述第二混合物来制备包含硅酸铝的二次电池电解质用添加剂。7.根据权利要求6所述的二次电池电解质用添加剂的制备方法，其特征在于，上述步骤(A1)包括：步骤(A1a)，将上述表面活性剂溶于...

【专利技术属性】
技术研发人员：成东旼，金东贤，姜东均，金大旭，姜真奎，韩承润，
申请(专利权)人：巨型化工株式会社，
类型：发明
国别省市：