用于锂二次电池的电解质和包含所述电解质的锂二次电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于锂二次电池的电解质，包括非水溶剂、锂盐和含有全氟烷基的添加剂。通过在电解质中加入具有特定结构的添加剂，可以极大地改善锂二次电池的输出。
【专利说明】用于锂二次电池的电解质和包含所述电解质的锂二次电池
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于锂二次电池的电解质。更具体地，本发明涉及包含作为添加剂的具有全氟烷基基团的化合物的电解质和包含所述电解质的锂二次电池。
【背景技术】
[0002]近来，随着信息技术的发展，电子器件变得越来越小型、更轻和更易携带。因此，对于作为这些电子器件的电源的具有更高能量密度的电池的需求也在不断增加。锂二次电池是一种能够满足该要求的电池，有关它的研究也正在积极进行。锂二次电池包括阴极、阳极、在阴极与阳极之间为锂离子提供通道的电解质和隔膜。电能随着锂离子从阴极和阳极嵌入(intercalate)和脱出(deintercalate)、通过氧化还原反应而产生。
[0003]在锂二次电池中使用的非水电解质通常包括电解质溶剂和电解质盐。然而，在电池的充电和放电过程中，电解质溶剂在电极表面上分解或在碳质阳极层之间共嵌入(co-1ntercalate),从而破坏阳极结构并损害电池的稳定性。
[0004]已知这些问题可通过固体电解质界面(SEI)膜得以解决，所述固体电解质界面膜在电池初始充电过程中由于电解质溶剂的还原而在阳极表面上形成。然而，SEI膜通常不足以用作连续保护阳极的膜，并且它的寿命和性能在电池的重复充电和放电后会劣化。特别地，现有的锂二次电池的SEI膜为热不稳定的。因此，如果电池在高温下运作或保存，则由于电化学能和热能会使SEI膜容易随时间受到破坏。因此，电池的性能在高温下劣化。特别地，由于SEI膜的损坏、电解质的分解等会连续产生诸如CO2的气体。因此，电池的内压和厚度增加。
[0005]为了解决这些问题，提出了使用例如碳酸亚乙烯酯作为电解质添加剂在阳极表面上形成膜的方法。虽然碳酸亚乙烯酯呈现出优异的高温储存性能和优异的循环性能，但其低温输出性能并不优异。
[0006]近来，锂二次电池被用于各种用途——从常规的电子器件到包括电动汽车的各种应用。就这一点而言，对高输出电池的需求也逐步增加。因此，需要不仅在高温而且在低温下也能够提供高输出的电池。
【发明内容】
[0007]【技术问题】
[0008]本发明提供用于锂二次电池且能够改善锂二次电池的输出性能的非水电解质，和包含所述电解质的锂二次电池。
[0009]【技术方案】
[0010]在一个总的方面，本发明提供用于锂二次电池的电解质，包含:非水溶剂；锂盐；和作为添加剂的具有全氟烷基基团的特定结构的化合物。
[0011]在另一总的方面，本发明提供包含所述电解质的锂二次电池。
[0012]【有益效果】[0013]用本发明的电解质制备的锂二次电池可具有改善的输出性能。
[0014]具体而言，与使用不包含所述添加剂的电解质制备的电池相比，使用包含本发明描述的特定结构的添加剂的电解质制备的电池具有显著改善的输出性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1-4示出了使用实施例和对比实施例的电解质的二次电池的HPPC测试结果。
[0016]图1示出了在_30°C充电的HPPC输出数据。
[0017]图2示出了在-30°C放电的HPPC输出数据。
[0018]图3示出了在室温下充电的HPPC输出数据。
[0019]图4示出了在室温下放电的HPPC输出数据。
[0020]对比实施例2
[0021]-籲实施例4
[0022]实施例 5
[0023]实施例6
【具体实施方式】
[0024]本发明提供用于锂二次电池的电解质，包含:
[0025]非水溶剂；
[0026]锂盐；和
[0027]一种或多种选自化学式1-3的化合物的添加剂。
[0028][化学式I]
[0029]
【权利要求】
1.一种用于锂二次电池的电解质，包含: 非水溶剂； 锂盐；和 一种或多种选自化学式2和3的化合物的添加剂: [化学式2]
2.权利要求1的用于锂二次电池的电解质，其还包含作为添加剂的化学式I的化合物: [化学式I]
3.权利要求2的用于锂二次电池的电解质，其中化学式I的化合物由化学式Ia代表:[化学式Ia]
4.权利要求1的用于锂二次电池的电解质，其中化学式2的化合物由化学式2a代表:[化学式2a]
5.权利要求1的用于锂二次电池的电解质，其中化学式3的化合物由化学式3a代表: [化学式3a]
6.权利要求1或2的用于锂二次电池的电解质，其中添加剂的纳入量是0.1-10重量份，基于100重量份的电解质计。
7.权利要求1或2的用于锂二次电池的电解质，其中非水溶剂为一种或多种选自下列的溶剂:碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸亚丁酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、二甲亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、碳酸甲乙酯(EMC)、Y-丁内酯和环丁砜。
8.权利要求1或2的用于锂二次电池的电解质，其中锂盐为选自下列的一种或多种锂盐=LiPF6, LiBF4' LiCl.LiBr, Lil、LiClO4' LiB10Cl10' LiCF3SO3' LiCF3CO2' LiAsF6, LiSbF6'LiAlCl4'CH3SO3Li'CF3SO3Li 和(CF3SO2)2NLi15
9.包括阴极、阳极和权利要求1或2的电解质的锂二次电池。
【文档编号】H01M10/052GK103828117SQ201380001649
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2012年9月21日
【发明者】安庆昊, 李哲行, 金珉廷, 梁斗景 申请人:株式会社Lg化学