[發(fā)明專利]鋰二次電池用電解液和包含其的鋰二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380056906.9
• 申請(qǐng)日: 2013-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN104781978B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔寧根;鄭鐘模;蔡宗鉉;李哲行;鄭根昌;尹柔琳;崔溁哲;尹勝哉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社LG化學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/0569
• 分類號(hào): H01M10/0569;H01M10/0568;H01M4/58;H01M4/583
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 楊海榮;穆德駿

本發(fā)明涉及鋰二次電池用電解液和包含其的二次電池，所述電解液包含鋰鹽和非水溶劑，其中所述非水溶劑包含醚基溶劑和甘醇二醚基溶劑，其中相對(duì)于所述非水溶劑總體積，所述醚基溶劑:所述甘醇二醚基溶劑是20:80至60:40。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰二次電池用電解液和包含其的鋰二次電池。更特別地，本發(fā)明涉及包含鋰鹽和非水溶劑的鋰二次電池用電解液和包含其的鋰二次電池，其中所述非水溶劑包含醚基溶劑和甘醇二醚(glyme)基溶劑，并且基于所述非水溶劑總體積，所述醚基溶劑與甘醇二醚基溶劑的比是20:80至60:40。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)裝置技術(shù)持續(xù)發(fā)展和其需求的持續(xù)增加，對(duì)于作為能源的鋰二次電池的需求在迅速增加。最近，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了使用鋰二次電池作為電動(dòng)車輛(EV)和混合動(dòng)力車輛(HEV)的電源。因此，對(duì)可以滿足各種要求的二次電池的研究正在積極地進(jìn)行。特別地，高度需要具有高能量密度、高放電電壓和輸出穩(wěn)定性的鋰二次電池。

特別地，用于混合動(dòng)力車輛的鋰二次電池必須在短時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出大的輸出并且在每天重復(fù)充放電的嚴(yán)苛條件下使用10年以上。因此，需要表現(xiàn)出優(yōu)于現(xiàn)有小型鋰二次電池的穩(wěn)定性和輸出特性的鋰二次電池。

在這個(gè)方面，現(xiàn)有鋰二次電池通常使用具有層狀結(jié)構(gòu)的鋰鈷復(fù)合氧化物作為正極和石墨基材料作為負(fù)極。然而，LiCoO₂具有例如能量密度和高溫特性優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有例如輸出特性差的缺點(diǎn)。由于這種缺點(diǎn)、在突然發(fā)動(dòng)和緊急加速下臨時(shí)需要的高輸出是從電池提供的，因此LiCoO₂不適合用于需要高輸出的混合動(dòng)力車輛(HEV)。另外，由于制備LiNiO₂的方法的特性，難以在合理的成本下將LiNiO₂應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程。此外，鋰錳氧化物例如LiMnO₂、LiMn₂O₄等表現(xiàn)出例如循環(huán)特性差等的缺點(diǎn)。

因此，使用鋰過渡金屬磷酸化物作為正極活性材料的方法正在研究中。所述鋰過渡金屬磷酸化物大致地分類為具有NASICON結(jié)構(gòu)的LixM₂(PO₄)₃和具有橄欖石結(jié)構(gòu)的LiMPO₄，并且當(dāng)與現(xiàn)有LiCoO₂相比較時(shí)被認(rèn)為是具有優(yōu)異穩(wěn)定性的材料。

碳基活性材料主要用作負(fù)極活性材料。所述碳基活性材料具有約-3V的非常低的放電電位，并且由于石墨烯層的單軸取向而表現(xiàn)出極為可逆的充放電行為，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的電極循環(huán)壽命。

同時(shí)，通過在負(fù)極和正極之間布置多孔聚合物隔膜、并且在其中插入含有鋰鹽例如LiPF₆等的非水電解液而制備鋰二次電池。在充電期間正極活性材料的鋰離子釋放并嵌入負(fù)極的碳層中，而在放電期間，所述碳層的鋰離子釋放并嵌入正極活性材料中。在這點(diǎn)上，負(fù)極和正極之間的非水電解液起到其中遷移鋰離子的介質(zhì)的功能。這種鋰二次電池在電池工作電壓的范圍內(nèi)必須是基本穩(wěn)定的并且必須具有以足夠快的速度傳送離子的能力。

作為非水電解液，使用現(xiàn)有的碳酸酯基溶劑。然而，碳酸酯基溶劑具有例如由于粘度增加引起離子傳導(dǎo)性降低的問題。

因此，迫切需要解決所述問題的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明目的在于解決相關(guān)領(lǐng)域的前述問題并實(shí)現(xiàn)已經(jīng)長(zhǎng)期尋求的技術(shù)目標(biāo)。

作為各種深入細(xì)致的研究和試驗(yàn)的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人證實(shí)，當(dāng)將包含預(yù)定量的甘醇二醚基溶劑和醚基溶劑的二次電池用電解液用作非水溶劑時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)期望的效果，從而完成本發(fā)明。

技術(shù)方案