用于锂二次电池的电解质溶液和包含所述电解质溶液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电解质溶液和包含所述电解质溶液的锂二次电池，所述电解质溶液可以提高高容量锂二次电池的寿命和输出特性

【技术实现步骤摘要】
用于锂二次电池的电解质溶液和包含所述电解质溶液的锂二次电池


[0001]本申请涉及用于锂二次电池的电解质和包含所述电解质的锂二次电池
。
更具体地，本专利技术涉及用于锂二次电池的电解质和包含所述电解质的锂二次电池，所述电解质可以提高高容量锂二次电池的寿命和输出特性
。

技术介绍

[0002]本部分中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息，并且可能不构成现有技术
。
[0003]锂二次电池是一种储能系统，其包含正电极
、
负电极
、
电解质和隔膜，所述正电极用于在充电时供应锂离子，所述负电极用于接收锂离子，所述电解质用作锂离子传输介质，所述隔膜用于分隔正电极和负电极
。
当化学电势随着正电极和负电极中的嵌入
/
脱嵌而变化时，产生并储存电能
。
[0004]这种锂二次电池已用于移动电子设备，并且如今正迅速扩展其作为已成功实现商业化的电动车辆
(EV)
和混合动力车辆
(HEV)
的储能系统的用途
。
[0005]为了增加电动车辆的行驶里程，研究的重点是提高锂二次电池的能量密度
。
正电极中高容量的改进能够提高锂二次电池的能量密度
。
[0006]为了开发具有高能量密度的锂二次电池，需要可以克服常规锂二次电池部件
(
例如正电极
、
负电极
、
隔膜和电解质
)
的性能限制的新型物质
。
[0007]特别地，电池的能量密度取决于正电极和负电极的特性
。
因此，应开发适当的电解质，以使这些经开发的正电极物质和负电极物质表现出优异的电化学性能
。
[0008]当使用片状富镍
(Ni)LiNi1‑
x
‑
y
Co
x
Mn
y
O2(NCM
；1‑
x
‑
y≥0.6)
氧化物作为高容量正电极活性材料时，可以通过提高
Ni
的含量或通过增加充电电压来增加正电极的容量
。
然而，正电极上存在的残余锂组分
(Li2CO3和
LiOH)
促进了电解质的降解并增加了电解质内的界面反应性，从而加速了劣化速率，因此充电
/
放电性能迅速下降
。
[0009]因此，正电极
‑
电解质和界面控制技术非常重要
。
在这种背景下，需要引入能够形成电化学稳定且化学稳定的薄膜的添加剂技术
。
[0010]提供本
技术介绍
部分中的描述仅用于理解本申请的背景，而不应被认为是本领域技术人员已知的现有技术
。

技术实现思路

[0011]本申请提供了用于锂二次电池的电解质和包含所述电解质的锂二次电池，所述电解质可以提高锂二次电池的寿命和输出特性
。
[0012]根据本申请的实施方案的用于锂二次电池的电解质包含锂盐
、
溶剂和功能性添加剂
。
特别地，功能性添加剂包含作为正电极薄膜添加剂的由以下化学式1表示的
5,5
‑
二烯丙基
‑3‑
(
叔丁基二甲基甲硅烷基
)
恶唑烷
‑2‑
酮：
[0013][0014]基于电解质的重量，可以使用
0.1
重量％至
1.0
重量％的量的正电极薄膜添加剂
。
[0015]基于电解质的重量，可以使用
0.3
重量％至
0.5
重量％的量的正电极薄膜添加剂
。
[0016]功能性添加剂还可以包含作为负电极薄膜添加剂的碳酸亚乙烯酯
(VC)。
[0017]基于电解质的重量，可以使用
0.5
重量％至
3.0
重量％的量的碳酸亚乙烯酯
(VC)。
[0018]锂盐可以包括
LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiCl、LiBr、LiI、LiB
10
Cl
10
、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、LiN(SO2C2F5)2、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiB(C6H5)4、LiB(C2O4)2、LiPO2F2、Li(SO2F)2N(LiFSI)、(CF3SO2)2NLi
或其组合
。
[0019]溶剂可以包括碳酸酯类溶剂
、
酯类溶剂
、
醚类溶剂
、
酮类溶剂或其组合
。
[0020]根据本申请的实施方案的锂二次电池包含上述电解质
。
锂二次电池还可以包含正电极
、
负电极和隔膜，所述正电极包含由
Ni、Co
和
Mn
构成的正电极活性材料；所述负电极包含选自碳
(C)
‑
基材料和硅
(Si)
‑
基材料的至少一种负电极活性材料，所述隔膜插入在正电极和负电极之间
。
[0021]正电极可以包含
80
重量％或更高的含量的
Ni。
附图说明
[0022]通过结合附图进行的以下详细描述，本申请的上述方面和其它方面
、
特征和优点将变得更加明显，在附图中：
[0023]图1为使用根据本申请的实施方案的正电极薄膜添加剂清除
HF
的反应方案；
[0024]图2显示了电池初始充电
/
放电效率随实施例和对比实施例的电解质组成变化的曲线；
[0025]图3显示了高温寿命随实施例和对比实施例的电解质组成变化的曲线；以及
[0026]图4为倍率性能随实施例和对比实施例的电解质组成变化的图表
。
具体实施方式
[0027]在下文中，将结合所附附图对本申请的实施方案进行详细描述
。
然而，本申请不限制于下文公开的实施方案，并且可以以各种不同的形式实施
。
提供这些实施方案仅仅是为了使本申请的公开完整，并使本申请所属的领域的技术人员能够完全理解本申请的范围
。
[0028]根据本申请的实施方案的用于锂二次电池的电解质包含锂盐
、
溶剂和功能性添加剂
。
[0029]锂盐可以包括
LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiCl、LiBr、LiI、LiB
10
Cl
10
、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiA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：锂盐；溶剂；以及功能性添加剂，所述功能性添加剂包含作为正电极薄膜添加剂的由以下化学式表示的
5,5
‑
二烯丙基
‑3‑
(
叔丁基二甲基甲硅烷基
)
恶唑烷
‑2‑
酮：
2.
根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，基于电解质的重量，正电极薄膜添加剂在
0.1
重量％至
1.0
重量％的范围内
。3.
根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，基于电解质的重量，正电极薄膜添加剂在
0.3
重量％至
0.5
重量％的范围内
。4.
根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，功能性添加剂还包含作为负电极薄膜添加剂的碳酸亚乙烯酯
。5.
根据权利要求4所述的用于锂二次电池的电解质，其中，基于电解质的重量，碳酸亚乙烯酯在
0.5
重量％至
3.0
重量％的范围内
。6.
根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质，其中，锂盐包括
LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiCl、LiBr、LiI、LiB
10
Cl
10
、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尹圣，李俊基，南熙范，金高恩，潘盛皓，郭尚珪，崔南顺，洪性柔，金亨峻，郑书荣，文炫奎，金珉平，
申请(专利权)人：起亚株式会社蔚山科学技术院，
类型：发明
国别省市：