[發(fā)明專利]電解液添加劑和包含該電解液添加劑的鋰二次電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780054968.4
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN109690863A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金載潤;任亨奎;李鐘賢;韓知成
• 申請（專利權(quán)）人: 秀博瑞殷株式公社
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 張云志;陳英俊

本發(fā)明可以提供一種電解液添加劑，該電解液添加劑包含用于形成膜的鋰化合物以及來自含有氮原子的化合物的陰離子與Cs⁺或Rb⁺的鹽。本發(fā)明還提供一種非水性電解液，該非水性電解液包含鋰鹽、非水性有機(jī)溶劑和所述電解液添加劑，其中，所述電解液添加劑還可以包含二氟雙草酸磷酸鋰，并且可以提供一種鋰二次電池，包括：包含正極活性材料的正極；包含負(fù)極活性材料的負(fù)極；插入在所述正極與所述負(fù)極之間的隔膜；以及所述非水性電解液。包括根據(jù)本發(fā)明的電解液添加劑的二次電池可以具有改善的高溫輸出特性。

技術(shù)領(lǐng)域

下面的公開內(nèi)容涉及一種電解液添加劑和在非水性電解液中包含所述電解液添加劑的鋰二次電池。

背景技術(shù)

隨著信息和通信工業(yè)的最新發(fā)展，電子設(shè)備變得更小、更輕、更薄和更便攜。因此，對用作這些電子設(shè)備的電源的電池的高能量密集的需求在不斷增長。由于鋰二次電池最能夠滿足這些要求，因此，正在積極地進(jìn)行對其的研究。

鋰二次電池包括陰極、陽極、在陰極與陽極之間提供鋰離子的移動路徑的電解液，以及隔膜。當(dāng)鋰離子在陰極和陽極中嵌入和脫嵌時，通過氧化和還原反應(yīng)產(chǎn)生電能。

鋰二次電池的平均放電電壓為約3.6V至3.7V，表現(xiàn)出放電電壓高于其它堿性電池和鎳鎘電池的優(yōu)點。為了得到這種高驅(qū)動電壓，需要在0V至4.2V的充電-放電電壓范圍內(nèi)電化學(xué)穩(wěn)定的電解液組合物。

在鋰二次電池的初始充電時，由諸如鋰金屬氧化物等的陰極活性材料產(chǎn)生的鋰離子遷移至諸如石墨類材料等的陽極活性材料，并且嵌入在陽極活性材料的層之間。此處，由于鋰是高反應(yīng)性的，因此，它在陽極活性材料(如石墨類材料)的表面處與電解液和構(gòu)成陽極活性材料的碳反應(yīng)，從而導(dǎo)致產(chǎn)生諸如Li₂CO₃、Li₂O或LiOH的化合物。這些化合物在陽極活性材料的表面上形成固體電解質(zhì)界面(SEI)膜。

SEI膜充當(dāng)離子隧道并且僅允許鋰離子通過。由于SEI膜具有離子隧道的作用，因此，它阻止與電解液中的鋰離子一起移動的具有高分子量的有機(jī)溶劑分子插入到陽極活性材料的層之間，從而防止陽極結(jié)構(gòu)被破壞。因此，可以防止電解液與陽極活性材料之間的接觸，由此，不發(fā)生電解液的劣化并且可逆地保持電解液中的鋰離子的量，從而能夠穩(wěn)定地保持充電/放電。

在現(xiàn)有技術(shù)中，在使用不含有電解液添加劑的電解液或含有特性差的電解液添加劑的電解液的情況下，由于形成不均勻的SEI膜，因此難以期望實現(xiàn)鋰離子二次電池的壽命特性的改善。此外，即使當(dāng)包含電解液添加劑時，如果電解液添加劑的量不能調(diào)節(jié)至所需要的量，仍會遇到在高溫或高電壓反應(yīng)的過程中電解液添加劑引起陰極表面的劣化或電解液的氧化反應(yīng)的問題，最終導(dǎo)致二次電池的不可逆容量損失的增加，并且壽命特性劣化。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明的一個實施方案旨在提供一種新型電解液添加劑。

本發(fā)明的另一實施方案旨在提供一種鋰二次電池，包括：使用陰極活性材料的陰極；使用陽極活性材料的陽極；插入在所述陰極與所述陽極之間的隔膜；以及含有本發(fā)明的電解液添加劑的非水性電解液。

技術(shù)方案

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種電解液添加劑，包含：陰離子與Cs⁺或Rb⁺的鹽，所述陰離子來自含有氮原子的化合物；以及用于形成涂膜的鋰化合物。

本發(fā)明提供一種非水性電解液，包含：鋰鹽、非水性有機(jī)溶劑和所述電解液添加劑。

另外，本發(fā)明提供一種鋰二次電池，包括：使用陰極活性材料的陰極；使用陽極活性材料的陽極；插入在所述陰極與陽極之間的隔膜；以及上述非水性電解液。

有益效果