[發明專利]鋰離子可再充電電池用電解液及鋰離子可再充電電池

有效

• 申請號: 200710301631.7
• 申請日: 2007-12-20
• 公開（公告）號: CN101267046A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 金鎮誠;李夏英;金振范;金溶植;樸娜來
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M10/02
• 分類號: H01M10/02;H01M10/40
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐江華;王珍仙

對相關申請的交叉引用和優先權聲明

本發明根據35U.S.C§119要求于2007年3月12日向韓國知識產權局遞交的，題目為用于鋰離子可再充電電池的電解液和包括該電解液的鋰離子可再充電電池，申請系列號為10-2007-23997的韓國專利申請的所有權益，并引用和合并于此。

技術領域

本發明涉及一種用于鋰可再充電電池的電解液，以及包括該電解液的鋰可再充電電池，具體涉及一種包括非水有機溶劑、鋰鹽、碳酸鹵代乙二酯和碳酸乙烯基乙二酯的用于鋰可再充電電池的電解液，和包括該電解液的鋰可再充電電池。

背景技術

電池是通過化學物質的電化學氧化/還原反應將產生的化學能轉化為電能的裝置。根據使用中的特性，電池可以分為原電池和二次電池，其中原電池中的相關電化學反應是不可逆的，所以用于拋棄型電池中；而二次電池是可再充電電池，其中釋放能量的電化學反應易于可逆進行。

常規地，用于便攜式電話、電子日程表(electronic?scheduler)、腕表等的小型化和薄型化的鋰可再充電電池包括作為陰極活性物質的鋰金屬的氧化物的混合物、作為陽極活性物質的碳材料或鋰金屬，以及有適量鋰鹽溶于有機溶劑中的電解液。

更具體地，目前使用的典型電解液包括諸如聚碳酸乙二酯和碳酸乙二酯等的環狀碳酸酯與諸如碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯和碳酸二乙酯等的鏈狀碳酸酯的混合物，和溶于所述混合物的LiPF₆。

新開發的電解液材料為兩種類型，碳酸甲基乙基酯(MEC)和丙酸甲酯，自從所述鋰可再充電電池商品化后便投入使用。

然而，關于電池性能改進的需求，特別是最近對具有優異的充/放電性能的需求已經增加，所以已開發出將特定化合物加入到電解液中的技術以滿足這一需求。

然而，在將特定化合物加入電解液中以提高電池性能的情況下，仍存在一些問題，即：雖然電池的一些性能得到了改善，但電池的其他性能卻變差了。例如，如果電解液中加入所述添加劑，會產生低溫性能得到提高，而充/放電循環性能降低的問題。

發明內容

本發明的實施方式提供了一種用于鋰可再充電電池的改進的電解液。

根據本發明的一個方面，所述電解液包括非水有機溶劑、鋰鹽、碳酸鹵代乙二酯和碳酸乙烯基乙二酯。

根據本發明的另一方面，提供一種鋰可再充電電池，其包括：包含能可逆地嵌入和解嵌Li離子的陽極活性物質的陽極，包含能可逆地嵌入和解嵌Li離子的陰極活性物質的陰極，所述電解液和包含所述電解液、陽極和陰極的密封殼體。

根據本發明的又一方面，包括所述電解液的鋰可再充電電池能在高溫儲存和低溫放電時保持鋰可再充電電池的特性，同時保持高容量鋰可再充電電池的循環壽命。

附圖說明

結合附圖，參考下文的詳細說明，本發明更完整的評價和許多隨之而來的優點會變得顯而易見并更好理解，附圖中相同的附圖標記指代相同或相似的部件，其中：

圖1為使用根據本發明實施方式的電解液的鋰可再充電電池的電池容量隨充/放電循環數的增加而變化的曲線圖。

具體實施方式

下文中將結合附圖詳細說明本發明的示例性實施方式。

根據本發明的實施方式，用于鋰離子可再充電電池的電解液包括非水有機溶劑、鋰鹽、碳酸鹵代乙二酯和碳酸乙烯基乙二酯。

非水有機溶劑可包括選自碳酸酯、酯、醚和酮中的至少一種。

關于碳酸酯，優選使用環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的混合物。優選使用以體積比為1∶1～1∶9的比例混合的所述環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯，更優選的比例是1∶1.5～1∶4，以得到更好的性能。

環狀碳酸酯的例子包括碳酸乙二酯(EC)、碳酸丙二酯(PC)、碳酸1，2-丁二酯、碳酸2，3-丁二酯、碳酸1，2-戊二酯和碳酸2，3-戊二酯等。其中碳酸乙二酯由于其熔點高可以與其他溶劑一起使用。在用石墨作為陽極活性物質的情況下，由于低分解電壓，可不使用或減量使用碳酸丙二酯。

鏈狀碳酸酯的例子包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲基丙基酯(MPC)、碳酸乙基甲基酯(EMC)、碳酸乙基丙基酯(EPC)等。具體來說，主要使用低粘度的碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯和碳酸二乙酯。

可以向所述碳酸酯溶劑中進一步加入芳烴有機溶劑。該芳烴有機溶劑的一個實例可以用通式3來表示：

其中R為鹵素或碳原子數為1～10的烷基，q為0～6的整數。