鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液和具有該溶液的鋰離子二次電池的制作方法
【專利摘要】一種用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液包含一種鋰鹽和一種有機(jī)溶劑。所述有機(jī)溶劑包含一種碳酸酯化合物、一種線型酯化合物和一種線型酯分解抑制劑。該非水電解質(zhì)溶液由于含有線型酯化合物和線型酯分解抑制劑可抑制膨脹，同時(shí)與常規(guī)電解質(zhì)相比可改進(jìn)二次電池的低溫充電/放電特性。所述非水電解質(zhì)溶液可在制備鋰離子二次電池中使用。
【專利說明】鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液和具有該溶液的鋰離子 二次電池
[0001] 本申請是2008年6月5日提交的發(fā)明名稱為"鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液 和具有該溶液的鋰離子二次電池"的第200880018975. X號(hào)發(fā)明專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液，和一種具有該非水電解 質(zhì)溶液的鋰離子二次電池。

【背景技術(shù)】
[0003] 進(jìn)來隨著信息通信工業(yè)的快速發(fā)展，電子裝置變得更小、更輕、更細(xì)長和更輕便， 這增加了對作為電子裝置的驅(qū)動(dòng)能源的具有更高能量密度的電池的需求。在這類電池中， 鋰離子二次電池滿足該需求，并且現(xiàn)正對改進(jìn)積極進(jìn)行大量研究。鋰離子二次電池包括一 個(gè)陰極、一個(gè)陽極、一種電解質(zhì)和一個(gè)為鋰離子在所述陰極和陽極之間運(yùn)動(dòng)提供通道的隔 膜。當(dāng)鋰離子嵌入所述陰極或陽極或從其中脫出時(shí)，鋰離子二次電池通過氧化還原反應(yīng)產(chǎn) 與三@會(huì)泛。
[0004] 所述鋰離子二次電池的最初設(shè)計(jì)使用一種具有高能量密度的鋰金屬作為陽極和 使用一種液體溶劑作為電解質(zhì)。但是，該類型的鋰離子二次電池由于樹枝狀晶體的形成而 具有較短的壽命周期。為解決該問題，開發(fā)了使用能夠大量吸收鋰離子的碳材料作為陽極 來替代鋰金屬、并且使用一種有機(jī)液體或固體聚合物作電解質(zhì)的鋰離子二次電池。
[0005] 使用碳材料作為陽極活性材料的鋰離子二次電池使用一種環(huán)狀碳酸酯（例如碳 酸亞乙酯和碳酸亞丙酯）和一種線型碳酸酯（例如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯） 的混合物作為電解質(zhì)溶液。但是，這類非水電解質(zhì)溶液在低溫下不利地顯示出較低的鋰離 子電導(dǎo)率。因此，該鋰離子二次電池具有較低的充電/放電循環(huán)效率，這對低溫充電/放電 性能具有消極影響。
[0006] 因此，進(jìn)行了不斷的研究以試圖通過使用一種非水電解質(zhì)溶液來改進(jìn)二次電池的 高速率充電/放電特性。例如，日本專利No. 3, 032, 338和No. 3, 032, 339公開了一種使用 環(huán)狀碳酸酯、線型碳酸酯和線型酯化合物的三元體系的非水電解質(zhì)溶液，以便改進(jìn)高速率 充電/放電特性和低溫充電/放電循環(huán)效率。
[0007] 但是，所述三元體系的非水電解質(zhì)溶液顯示出的問題是，雖然部分地改進(jìn)了低溫 充電/放電特性，但卻增加了在高溫下的膨脹。因此，需要改進(jìn)鋰離子二次電池中的充電/ 放電效率，并解決高溫下的膨脹問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 技術(shù)問題
[0009] 本發(fā)明意在解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，因此本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種用于鋰 離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液，其可以極大地減少在高溫下的膨脹現(xiàn)象，同時(shí)確保優(yōu)良 的充電/放電特性。
[0010] 技術(shù)方案
[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了一種用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液，其 包含一種鋰鹽和一種有機(jī)溶劑，其中所述有機(jī)溶劑包含一種碳酸酯化合物、一種線型酯化 合物和一種線型酯分解抑制劑。本發(fā)明的用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液，由于本 發(fā)明電解質(zhì)包含線型酯化合物和線型酯分解抑制劑，因此能抑制膨脹現(xiàn)象，同時(shí)與常規(guī)電 解質(zhì)溶液相比可改進(jìn)二次電池的低溫充電/放電特性。
[0012] 本發(fā)明所用線型酯化合物可通過以下化學(xué)式1表述：
[0013] 化學(xué)式1
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液，其包含一種鋰鹽和一種有機(jī)溶劑， 其中所述有機(jī)溶劑包含一種碳酸酯化合物、一種基于丙酸酯的酯化合物，和一種基于 丙酸酯的酯的分解抑制劑，其中所述基于丙酸酯的酯化合物通過以下化學(xué)式1表述 化學(xué)式1
其中R1為CH3CH2基團(tuán)，R2為直鏈或支鏈的CV 5烷基，且R1和R2可未被取代或被至少一 個(gè)鹵素取代，并且 其中所述抑制劑為選自以下的任意一種材料或至少兩種材料的混合物：吡咯、噻吩、苯 胺、聯(lián)苯、環(huán)己基苯、氟代甲苯、三（三氟乙基）磷酸酯、Y-丁內(nèi)酯、Y-戊內(nèi)酯、丁腈、己腈、 琥珀腈、己二腈、戊腈、硅氧烷、硅烷、及它們的鹵代化合物。
2. 權(quán)利要求1的用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液， 其中所述基于丙酸酯的酯化合物選自丙酸甲酯，丙酸乙酯、丙酸丙酯和丙酸丁酯。
3. 權(quán)利要求1的用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液， 其中所述鋰鹽選自以下的任意一種材料或至少兩種材料的混合物：LiPF6、LiBF4、 LiSbF6、LiAsF6、LiC104、LiN(C2F 5SO2)2' LiN(CF3SO2)2' CF3SO3Li 和 LiC (CF3SO2) 3。
4. 權(quán)利要求I的用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液， 其中所述碳酸酯化合物選自以下的任意一種材料或至少兩種材料的混合物：碳酸亞乙 酯、碳酸3-氟亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳 酸甲乙酯和碳酸亞丁酯。
5. 權(quán)利要求1的用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液， 其中基于100重量份碳酸酯化合物計(jì)，所述有機(jī)溶劑包含約100至約250重量份的線 型酯化合物，和約〇. 1至約20重量份的線型酯分解抑制劑。
6. -種鋰離子二次電池，其包含一種具有一個(gè)陰極、一個(gè)陽極和一個(gè)插入所述陰極和 所述陽極之間的隔膜的電極結(jié)構(gòu)；和一種注入該電極結(jié)構(gòu)中的非水電解質(zhì)溶液，其中所述 非水電解質(zhì)溶液為權(quán)利要求1定義的用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液。
7. -種用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液，其包含一種鋰鹽和一種有機(jī)溶劑， 其中所述有機(jī)溶劑包含一種碳酸酯化合物、一種丙酸酯化合物，和一種丙酸酯分解抑 制劑， 其中所述丙酸酯化合物為丙酸乙酯或丙酸甲酯，并且 其中所述抑制劑為選自聯(lián)苯、環(huán)己基苯、三（三氟乙基）磷酸酯、γ-丁內(nèi)酯、琥珀腈、戊 腈、硅氧烷和硅烷中的至少一種。
8. -種用于鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)溶液，其包含一種鋰鹽和一種有機(jī)溶劑， 其中所述有機(jī)溶劑包含一種碳酸酯化合物、一種丙酸酯化合物，和一種丙酸酯分解抑 制劑， 其中所述丙酸酯化合物為丙酸乙酯，并且 其中所述抑制劑為選自聯(lián)苯、環(huán)己基苯、三（三氟乙基）磷酸酯、γ-丁內(nèi)酯、琥珀腈、戊 腈、硅氧烷和硅烷中的至少一種。
【文檔編號(hào)】H01M10/0525GK104377383SQ201410710721
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2007年6月7日
【發(fā)明者】李鎬春, 全鐘昊, 曹正柱 申請人:株式會(huì)社Lg化學(xué)