System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 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_技高网

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:41382784 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-20 10:23
本发明专利技术提供了一种锂二次电池用非水电解液及包括所述非水电解液的锂二次电池。具体而言,所述锂二次电池用非水电解液可以包含:锂盐、非水有机溶剂、包含式1表示的化合物的第一添加剂、选自乙烯基碳酸亚乙酯(VEC)和磷酸(乙酯)二(丙‑2‑炔‑1‑基酯)(EDP)的至少一种第二添加剂、和选自环状碳酸酯化合物和式2表示的化合物的至少一种第三添加剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及一种锂二次电池用非水电解液,所述非水电解液包含具有优异的清除由锂盐产生的分解产物和增强sei的效果的添加剂,还涉及一种包括所述非水电解液从而具有优异的高温耐久性的锂二次电池。


技术介绍

1、近年来,随着信息社会的发展,个人it设备和计算机网络得到发展,社会对电能的依赖度全面提高,需要开发一种有效储存和利用电能的技术。

2、特别是,随着对解决环境问题和实现可持续循环社会的兴趣日益增长,对于作为二氧化碳排放低的清洁能源而备受关注的锂离子二次电池的研究已经广泛进行。

3、锂离子二次电池可以做得足够小以应用于个人it设备等,并具有高能量密度和高工作电压的优点,因此不仅用作笔记本电脑和手机等的电源,还用作储能电源和电动汽车的电源。

4、同时,锂离子二次电池具备以含锂过渡金属氧化物作为主成分的正极、使用以锂合金或石墨为代表的碳质材料的负极、设置在正极和负极之间的隔膜、以及非水电解液。非水电解液是li离子移动通过的介质,并使用诸如六氟磷酸锂(lipf6)等电解质溶解在诸如碳酸亚乙酯或碳酸二甲酯等高介电常数有机溶剂中的非水电解液。

5、然而,诸如六氟磷酸锂(lipf6)等电解质易受热和湿气的影响,因此与电池中存在的湿气反应或分解,从而产生路易斯酸,例如pf5。这种路易斯酸会引起诸如碳酸亚乙酯等有机溶剂的分解反应,也可能会腐蚀电极-电解质界面上形成的钝化膜,从而引起电解液的额外分解和过渡金属离子从正极的溶出。

6、溶出的过渡金属离子促进电解质的分解,从而加速气体的产生,或者再沉积在正极上,从而增加正极的电阻,还会通过电解液转移到负极,然后沉积在负极上,从而导致由负极自放电引起的锂离子额外消耗、固体电解质界面(sei)膜的破坏和再生等、电阻增加,等等。

7、因此,需要一种非水电解液组合物,其清除由锂盐热分解产生的副产物(hf、pf5等),同时在电极表面上形成稳定的膜来抑制过渡金属的溶出或抑制溶出的过渡金属离子在负极上沉积,从而能够提高诸如高倍率充电/放电性能等电池性能以及安全性。


技术实现思路

1、[技术问题]

2、本公开的一个方面提供了一种锂二次电池用非水电解液,所述非水电解液包括能够提高清除由锂盐产生的分解产物和增强sei的效果的添加剂。

3、本公开的另一方面提供了一种锂二次电池,其包括所述锂二次电池用非水电解液,从而具有改善的高温耐久性。

4、[技术方案]

5、根据本公开的一个方面,提供了一种锂二次电池用非水电解液,所述非水电解液包括:

6、锂盐,非水有机溶剂,

7、包含下式1表示的化合物的第一添加剂,

8、包含乙烯基碳酸亚乙酯(vec)、磷酸(乙酯)二(丙-2-炔-1-基酯)(edp)或其组合的第二添加剂,和

9、包含除乙烯基碳酸亚乙酯(vec)之外的环状碳酸酯化合物、下式2表示的化合物或其组合的第三添加剂。

10、(式1)

11、

12、在式1中,r为经取代或未经取代的具有1至3个碳原子的亚烷基,并且

13、r1至r3各自独立地为氢、具有1至3个碳原子的烷基或-cn。

14、[式2]

15、

16、在式2中,n为1或2的整数。

17、根据本公开的另一方面,提供了一种锂二次电池,其包括:

18、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。

19、[有益效果]

20、包含在本公开的锂二次电池用非水电解液中的式1表示的化合物是在其结构中包含炔丙基(-c≡c-)和具有未共享电子对的氮元素的路易斯碱类化合物,并且能够容易地清除充电/放电期间在电池内部作为电解质分解产物而产生的路易斯酸,并在正极表面形成坚固的膜,从而抑制高温下正极和电解液之间的副反应。

21、此外,本公开的非水电解液包括能够在电极表面形成稳定膜的第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂,从而在电极表面形成更坚固的钝化膜以抑制电极与电解液之间的副反应,起到抑制电阻增加的效果。当包括本公开的非水电解液时,可以实现具有改善的高温耐久性的锂二次电池。

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【技术保护点】

1.一种锂二次电池用非水电解液,所述非水电解液包含:

2.如权利要求1所述的非水电解液,其中,

3.如权利要求1所述的非水电解液,其中,所述式1表示的化合物为下式1a表示的化合物:

4.如权利要求1所述的非水电解液,其中,基于所述非水电解液的总重量,第一添加剂的含量为0.05重量%至5重量%。

5.如权利要求1所述的非水电解液,其中,第一添加剂和第二添加剂以1:0.5至1:60的重量比包含。

6.如权利要求1所述的非水电解液,其中,第一添加剂和第二添加剂以1:0.5至1:30的重量比包含。

7.如权利要求1所述的非水电解液,其中,第一添加剂和第二添加剂以1:0.5至1:15的重量比包含。

8.如权利要求1所述的非水电解液,其中,第二添加剂为磷酸(乙酯)二(丙-2-炔-1-基酯)(EDP)。

9.如权利要求1所述的非水电解液,其中,所述环状碳酸酯化合物为碳酸亚乙烯酯(VC)。

10.如权利要求1所述的非水电解液,其中,所述式2表示的化合物是1,3-丙烷磺内酯(PS)或1,4-丁烷磺内酯。

11.如权利要求1所述的非水电解液,其中,第三添加剂是包含碳酸亚乙烯酯(VC)和所述式2表示的化合物的混合物。

12.如权利要求1所述的非水电解液,其进一步包括选自由卤代碳酸酯类化合物、硫酸酯/盐类化合物、磷酸酯/盐类或亚磷酸酯/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组成的组的至少一种第四添加剂。

13.一种锂二次电池,其包括负极、正极、设置在所述负极和所述正极之间的隔膜、和锂二次电池用非水电解液,

14.如权利要求13所述的锂二次电池,其中,所述正极包括由锂过渡金属氧化物制成的正极活性材料,所述锂过渡金属氧化物包含选自钴、锰、镍或铝中的一种或多种金属和锂。

15.如权利要求13所述的锂二次电池,其中,第一添加剂和第二添加剂以1:0.5至1:60的重量比包含。

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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,所述非水电解液包含:

2.如权利要求1所述的非水电解液,其中,

3.如权利要求1所述的非水电解液,其中,所述式1表示的化合物为下式1a表示的化合物:

4.如权利要求1所述的非水电解液,其中,基于所述非水电解液的总重量,第一添加剂的含量为0.05重量%至5重量%。

5.如权利要求1所述的非水电解液,其中,第一添加剂和第二添加剂以1:0.5至1:60的重量比包含。

6.如权利要求1所述的非水电解液,其中,第一添加剂和第二添加剂以1:0.5至1:30的重量比包含。

7.如权利要求1所述的非水电解液,其中,第一添加剂和第二添加剂以1:0.5至1:15的重量比包含。

8.如权利要求1所述的非水电解液,其中,第二添加剂为磷酸(乙酯)二(丙-2-炔-1-基酯)(edp)。

9.如权利要求1所述的非水电解液,其中,所述环状碳酸酯化合物为碳酸亚乙烯酯(vc)。

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【专利技术属性】
技术研发人员:吴正友李哲行安俞贺朴成国
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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