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包含非水性电解质用添加剂的非水性电解质以及包含其的锂二次电池制造技术

技术编号:39944268 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-08 22:48
本发明专利技术提供了一种非水性电解质,其包含非水性电解质用添加剂,该添加剂由以下化学式1表示:[化学式1]在化学式1中,R1至R5各自独立地为选自由H、具有1至10个碳原子的烷基和具有1至10个碳原子的烷氧基组成的组中的任一种,并且R可以是具有2至10个碳原子的脂肪族不饱和烃基或‑OR'(R'是具有2至10个碳原子的脂肪族不饱和烃基)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

相关申请的交叉引用本申请要求2021年8月6日提交的韩国专利申请no.10-2021-0103602和2022年7月28日提交的韩国专利申请no.10-2022-0093930的优先权,其公开内容在此通过引用并入。本专利技术涉及一种包含非水性电解质用添加剂的非水性电解质,以及包含其的锂二次电池。


技术介绍

1、近来,由于锂二次电池的应用领域已经迅速地不仅扩展到诸如电气装置、电子装置、通信装置和计算机等电子装置的电源,而且扩展到诸如汽车和蓄电装置等大型装置的蓄电电源,因此对具有高容量、高输出和高稳定性的二次电池的需求日益增加。

2、特别地,高容量、高输出和长寿命特性对于用于汽车应用的锂二次电池已经变得重要。为了提高二次电池的容量,可以使用具有高能量密度但稳定性低的高镍正极活性材料,或者二次电池可以在高电压下驱动。

3、然而,当二次电池在上述条件下驱动时,在正极/负极表面上形成的膜或电极表面结构由于在电池充电和放电时由电解质降解引起的副反应而劣化,并且过渡金属离子可能从正极表面洗脱出。如上所述,由于洗脱出的过渡金属离子在电沉积在负极上时降低了sei的钝化能力,因此出现了负极劣化的问题。

4、当正极的电势增加或当电池暴露于高温时,二次电池的这种劣化现象趋于加速。

5、此外,当锂离子电池长时间连续使用或在高温下静置时,会产生气体,这引起所谓的膨胀现象,其中出现电池厚度增加,并且在这种情况下,已知气体的量根据这种sei的状态而变化。

6、因此,为了解决这样的问题,已经对能够通过抑制金属离子从正极洗脱出并形成稳定的sei膜来减少二次电池的溶胀现象并增强高温稳定性的方法进行了研究和开发。


技术实现思路

1、技术问题

2、作为进行各种研究以解决上述问题的结果,本专利技术旨在提供一种非水性电解质用添加剂,其能够抑制正极的劣化,减少正极与电解质之间的副反应,并且在负极上形成稳定的sei膜。

3、此外,本专利技术旨在提供一种非水性电解质,通过包含非水性电解质用添加剂而增强其高温稳定性。

4、此外,本专利技术旨在提供一种锂二次电池,通过包含非水性电解质以改善高温循环特性和高温储存特性而具有改善的整体性能。

5、技术方案

6、根据一个示例性实施方式,为了实现所述目的,本专利技术提供了一种非水性电解质,其包含非水性电解质用添加剂,所述添加剂由以下化学式1表示:

7、[化学式1]

8、

9、在化学式1中,r1至r5可以各自独立地为选自由h、具有1至10个碳原子的烷基和具有1至10个碳原子的烷氧基组成的组中的任一种,并且r可以为具有2至10个碳原子的脂肪族不饱和烃基或-or'(r'为具有2至10个碳原子的脂肪族不饱和烃基)。

10、根据另一示例性实施方式,本专利技术提供了一种锂二次电池,其包含上述非水性电解质。

11、有利效果

12、作为本专利技术的非水性电解质用添加剂提供的由化学式1表示的化合物是基于香豆素结构的化合物,并且可以在负极的表面上形成稳定的固体电解质中间相(sei)膜,同时在充电和放电期间快速还原和分解。因此,可以通过抑制高温下sei钝化能力的降低来防止负极的劣化。此外,在包含高镍正极活性材料的正极处产生的活性氧化合物和包含在由化学式1表示的化合物中的香豆素结构彼此结合以具有抑制电解质分解和产生气体的效果。

13、此外,作为本专利技术的非水性电解质用添加剂提供的由化学式1表示的化合物可以通过在香豆素结构中另外包含脂肪族不饱和烃而在电极上形成致密膜。这具有抑制由高温下的界面反应引起的劣化的效果。

14、因此,由于当使用包含化学式1的化合物的本专利技术的非水性电解质时形成稳定且即使在高温下也具有低电阻的电极-电解质界面,所以高温循环特性和高温储存特性得到改善,因此可以实现具有改善的整体性能的锂二次电池。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种非水性电解质,其包含由化学式1表示的添加剂:

2.根据权利要求1所述的非水性电解质,其中,R包含三键。

3.根据权利要求1所述的非水性电解质,其中,R为具有2至5个碳原子的烯基或具有2至5个碳原子的炔基。

4.根据权利要求1所述的非水性电解质,其中,所述由化学式1表示的添加剂为选自由由化学式1-1表示的化合物组成的组中的一种或多种:

5.根据权利要求1所述的非水性电解质,其中,所述由化学式1表示的添加剂为选自由由化学式2-1至2-8表示的化合物组成的组中的一种或多种:

6.根据权利要求1所述的非水性电解质,其中,基于100重量份的所述非水性电解质,所述添加剂的含量为0.01重量份至5重量份。

7.根据权利要求1所述的非水性电解质,其还包含锂盐和有机溶剂。

8.根据权利要求7所述的非水性电解质,其中,所述锂盐是选自由LiCl、LiBr、LiI、LiBF4、LiClO4、LiB10Cl10、LiAlCl4、LiAlO2、LiPF6、LiCF3SO3、LiCH3CO2、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiCH3SO3、LiN(SO2F)2、LiN(SO2CF2CF3)2和LIN(SO2CF3)2组成的组中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的非水性电解质,其中,所包含的锂盐的浓度为0.5M至5.0M。

10.根据权利要求7所述的非水性电解质,其中,所述有机溶剂包含选自由环状碳酸酯类有机溶剂、直链碳酸酯类有机溶剂、直链酯类有机溶剂和环状酯类有机溶剂组成的组中的一种或多种有机溶剂。

11.一种锂二次电池,其包括:

12.根据权利要求11所述的锂二次电池,其中,所述正极活性材料包含由化学式3表示的锂过渡金属氧化物:

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种非水性电解质,其包含由化学式1表示的添加剂:

2.根据权利要求1所述的非水性电解质,其中,r包含三键。

3.根据权利要求1所述的非水性电解质,其中,r为具有2至5个碳原子的烯基或具有2至5个碳原子的炔基。

4.根据权利要求1所述的非水性电解质,其中,所述由化学式1表示的添加剂为选自由由化学式1-1表示的化合物组成的组中的一种或多种:

5.根据权利要求1所述的非水性电解质,其中,所述由化学式1表示的添加剂为选自由由化学式2-1至2-8表示的化合物组成的组中的一种或多种:

6.根据权利要求1所述的非水性电解质,其中,基于100重量份的所述非水性电解质,所述添加剂的含量为0.01重量份至5重量份。

7.根据权利要求1所述的非水性电解质,其还包含锂盐和有机溶剂。

8.根据权利要求7所述的非水性电解质...

【专利技术属性】
技术研发人员:李政旻李敬美廉澈殷韩正求李哲行
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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