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锂二次电池用非水电解液及包含其的锂二次电池制造技术

技术编号:41328375 阅读:8 留言:0更新日期:2024-05-13 15:06
本发明专利技术涉及一种锂二次电池用非水电解液以及包括其的锂二次电池,所述非水电解液能够在电极表面形成稳定膜。具体地,本发明专利技术的锂二次电池用非水电解液可以包括锂盐、非水有机溶剂和由式1表示的化合物。

【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10月22日提交的韩国专利申请10-2021-0142019号的优先权,其公开内容通过引用并入本文。本公开涉及一种锂二次电池用非水电解液,其包括能够在正极和负极的表面上形成稳定膜的添加剂,并且涉及通过包括该电解液而改善高温存储安全性的锂二次电池。


技术介绍

1、随着近年来信息社会的发展,个人it设备和计算机网络也不断发展,整个社会对电能的依赖性也随之增加,因此需要开发有效储存和利用电能的技术。

2、特别是,随着人们对解决环境问题和实现可持续循环社会的兴趣的出现,对于作为低二氧化碳排放的清洁能源备受关注的锂离子电池的研究广泛进行。

3、由于锂离子电池可以小型化以适用于个人it设备,并且具有高能量密度和工作电压,已经将锂离子电池用作为电动车辆的电源以及笔记本电脑和移动电话的电源。

4、锂离子电池由正极(包括作为主要成分的含锂过渡金属氧化物)、负极(使用锂合金或以石墨为代表的碳质材料)、设置在正极和负极之间的隔膜以及作为锂(li)离子移动的介质的非水电解液构成。此时,将溶解在具有高介电常数的有机溶剂(例如碳酸亚乙酯或碳酸二甲酯)的电解质(例如六氟磷酸锂,lipf6)广泛作为非水电解液。

5、由于电解质(例如lipf6等)易受热或受潮影响,所以它与电芯中存在的水分反应或热分解以产生路易斯酸,例如pf5。这种路易斯酸侵蚀在电极-电解质界面处形成的钝化膜,从而促使过渡金属离子从正极中洗脱。

6、这种洗脱的过渡金属离子会促进电解质溶剂的分解从而加速气体生成,或者重新沉积在正极上以增加正极的电阻。此外,过渡金属离子在通过电解液移动到负极之后电沉积在负极上。这导致锂离子的额外消耗,或由负极的自放电、固体电解质界面(sei)的破坏和再生引起的电阻增加。

7、因此,需要一种非水电解液组合物,其能够通过在电极表面上形成稳定的膜以抑制过渡金属的洗脱,或者通过抑制洗脱的过渡金属离子电沉积在负极上,同时去除由锂盐的热分解产生的副产物(例如hf和pf5),从而改善电池性能,例如高倍率充放电特性以及安全性。


技术实现思路

1、技术问题

2、为了解决上述问题,本公开旨在提供一种锂二次电池用非水电解液,其包含能够有效去除锂盐的分解产物并同时在电极表面形成稳定的离子导电膜的添加剂。

3、本公开还旨在提供一种锂二次电池,其中通过包括锂二次电池用非水电解液以改善高温储存安全性。

4、技术方案

5、根据本公开的一个方面,本公开提供了一种锂二次电池用非水电解液,其包括:

6、锂盐;

7、非水有机溶剂;和

8、由式1表示的化合物:

9、(式1)

10、

11、在式1中,

12、r是具有1至6个碳原子的烷基、1至6个碳原子的烯基或1至6个碳原子的炔基,

13、r1是具有1至3个碳原子的亚烷基,以及

14、x是o或s。

15、根据本公开的另一实施方式,提供了一种锂二次电池,其包括:负极、正极、设置在负极和正极之间的隔膜,以及本公开的锂二次电池用非水电解液。

16、有益效果

17、本公开的非水电解液包括作为添加剂的含有异氰酸酯(-nco)或异硫氰酸酯(-ncs)端基的化合物,从而可以在正负电极的表面上形成稳定的膜,以减少sei膜的劣化,同时有效地清除电解质盐的作为分解产物产生的路易斯酸。

18、因此,当使用本公开的非水电解液时,可以实现通过抑制过渡金属从正极的洗脱来改善高温储存安全性的锂二次电池。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锂二次电池用非水电解液,所述非水电解液包括:

2.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,在式1中,R是经取代或未经取代的具有1至6个碳原子的烷基,或经取代或未经取代的具有1至6个碳原子的炔基。

3.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,在式1中,R是经取代或未经取代的具有1至4个碳原子的烷基,或经取代或未经取代的具有1至4个碳原子的炔基。

4.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,在式1中,可进行取代的取代基是选自由具有1至4个碳原子的烷基和至少一个氟组成的组中的至少一种。

5.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,由式1表示的化合物是由以下式1-1至式1-4表示的化合物的至少一种:

6.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,基于所述锂二次电池用非水电解液的总重量,由式1表示的化合物的存在量为0.3重量%至5重量%。

7.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,基于所述锂二次电池用非水电解液的总重量,由式1表示的化合物的存在量为0.5重量%至3重量%。

8.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其包含其他添加剂,其中,所述其他添加剂是选自由以下组成的组中的至少一种:环状碳酸酯类化合物、卤代碳酸酯类化合物、磺内酯类化合物、硫酸酯/盐类化合物、磷酸酯/盐类化合物或亚磷酸酯/盐类化合物、硼酸酯/盐类化合物、苯类化合物、胺类化合物、硅烷类化合物和锂盐类化合物。

9.一种锂二次电池,其包含:

10.如权利要求9所述的锂二次电池,其中,所述正极包含正极活性材料,所述正极活性材料包括选自由以下组成的组中的至少一种:锂钴氧化物、锂锰类氧化物、锂镍锰钴类氧化物和锂镍钴过渡金属(M)氧化物。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种锂二次电池用非水电解液,所述非水电解液包括:

2.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,在式1中,r是经取代或未经取代的具有1至6个碳原子的烷基,或经取代或未经取代的具有1至6个碳原子的炔基。

3.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,在式1中,r是经取代或未经取代的具有1至4个碳原子的烷基,或经取代或未经取代的具有1至4个碳原子的炔基。

4.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,在式1中,可进行取代的取代基是选自由具有1至4个碳原子的烷基和至少一个氟组成的组中的至少一种。

5.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,由式1表示的化合物是由以下式1-1至式1-4表示的化合物的至少一种:

6.如权利要求1所述的锂二次电池用非水电解液,其中,基于所述锂二次电池用非水电解液的总...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜有宣李哲行李正勋朴率智李在原
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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