鋰二次電池用非水電解質溶液及包含該非水電解質溶液的鋰二次電池的製作方法
2023-09-13 07:06:35
專利名稱：鋰二次電池用非水電解質溶液及包含該非水電解質溶液的鋰二次電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋰二次電池用非水電解質溶液，和一種包含該非水電解質溶液的 鋰二次電池。更具體而言，本發明涉及通過包含特定鋰鹽和添加劑能夠改善高溫性能和低 溫功率特性的鋰二次電池用非水電解質溶液和包含該非水電解質溶液的鋰二次電池。
背景技術：
近來，人們對儲能技術的關注不斷增加。隨著儲能技術延伸至行動電話、可攜式攝 像機、筆記本電腦以及電動車，對用作此類電子設備電源的電池的高能量密度要求日益提 高。鋰離子二次電池是最令人滿意的電池之一，並且很多研究正在積極進行。在目前使用的二次電池中，在20世紀90年代初開發的鋰二次電池包括一個由能 夠吸附或放出鋰離子的碳材料等製成的陰極，一個由含鋰氧化物等製成的陽極，和一種在 非水溶劑中適量溶解鋰鹽而得到的非水電解質溶液。作為多項優點之一，鋰二次電池具有約3. 6V至3. 7V的平均放電電壓，比其他電池 如鹼性電池或鎳-鎘電池要高。為產生這種較高工作電壓，需要電解質組合物在從OV至 4. 5V的充電/放電電壓範圍內是電化學穩定的。為此，將一種其中一種環狀碳酸酯化合物 和一種直鏈碳酸酯化合物適當混合的混合溶劑用作電解質溶劑，其中環狀碳酸酯化合物如 碳酸亞乙酯或碳酸亞丙酯，直鏈碳酸酯化合物如碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯或碳酸二乙 酯。電解質的溶質使用鋰鹽，通常使用LiPF6、LiBF4、LiC104* LiN(CF3SO2)2等，其作為電池 中的鋰離子源，使鋰電池工作。根據其用途，所述鋰二次電池要求不同特性。例如，用作混合動力車輔助電源的高 功率電池應具有較高功率密度及出色的循環和高溫特性，並且該電池還應具有較高的低溫 功率，以輔助車輛在低溫下啟動。基於此，碳酸乙烯酯(VC)用於改善鋰二次電池的高溫循環性能。然而，碳酸乙烯 酯會使所述電池的低溫功率性能低下。同時，已知硫酸亞乙酯有助於改善鋰離子電池的低 溫特性。如上所述，已提出多種添加劑以改善電池的特性，但沒有提出能夠總體上提高電 池的高溫和低溫特性的非水電解質溶液。
發明內容
技術問題因此，本發明的一個目的是提供可總體上保持高溫性能並同時改善低溫功率特性 的非水電解質溶液及包含該非水電解質溶液的鋰二次電池。技術方案為達到上述目的，本發明提供一種鋰二次電池用非水電解質溶液，其包括一種非 水溶劑和一種溶於所述非水溶劑的鋰鹽，其中所述鋰鹽包括LiN(CF3SO2)2，且其中所述非水電解質溶液還包括一種由以下化學式1表示的基於硫酸酯的化合物和碳酸乙烯酯。化學式權利要求
一種鋰二次電池用非水電解質溶液，其包括一種非水溶劑和一種溶於該非水溶劑中的鋰鹽，其中所述鋰鹽包括LiN(CF3SO2)2，且其中所述非水電解質溶液還包括一種由以下化學式1表示的基於硫酸酯的化合物和碳酸乙烯酯化學式1其中n為在2至5範圍內的一個整數。FPA00001234489600011.tif
2.權利要求1的鋰二次電池用非水電解質溶液，其中以Imol鋰鹽計，所述LiN(CF3SO2)2 的含量為0. 1至0. 5mol。
3.權利要求2的鋰二次電池用非水電解質溶液，其中以Imol鋰鹽計，所述鋰鹽包括 0. 5 至 0. 9mol 的 LiPF6。
4.權利要求1的鋰二次電池用非水電解質溶液，其中以所述非水電解質溶液的總重量 計，所述基於硫酸酯的化合物和碳酸乙烯酯的含量分別為0. 5至10重量％。
5.權利要求4的鋰二次電池用非水電解質溶液，其中所述基於硫酸酯的化合物與碳酸 乙烯酯的含量比為1 1至1 4，且以所述非水電解質溶液的總重量計，所述基於硫酸酯 的化合物和碳酸乙烯酯的總含量為0. 5至10重量％。
6.權利要求1的鋰二次電池用非水電解質溶液，其中所述基於硫酸酯的化合物為硫酸 亞乙酯。
7.權利要求1的鋰二次電池用非水電解質溶液，其中所述非水溶劑為選自以下的任一 種溶劑或由兩種以上這些溶劑構成的混合物環狀碳酸酯，選自碳酸亞丙酯和碳酸亞乙酯、 或其混合物；直鏈碳酸酯，選自碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯和碳酸二丙酯、或 其混合物；二甲亞碸；乙腈；二甲氧基乙烷；二乙氧基乙烷；sulforan ； Y- 丁內酯；四氫呋 喃；丙酸乙酯和丙酸丙酯。
8.—種鋰二次電池，其包括一個陰極、一個陽極和一種非水電解質溶液，其中所述非水 電解質溶液為權利要求1至7中任一項定義的非水電解質溶液。
全文摘要
本發明涉及一種鋰二次電池用非水電解質溶液，和一種包含該非水電解質溶液的鋰二次電池。包含一種鋰鹽和一種非水溶劑的本發明的鋰二次電池用非水電解質溶液，包括LiN(CF3SO2)2作為鋰鹽，非水電解質溶液還包括一種預定的基於硫酸酯的化合物和碳酸乙烯酯。含有本發明非水電解質溶液的鋰二次電池可總體上使高溫性能保持在較高水平，並且改善低溫輸出性能。
文檔編號H01M10/36GK101990722SQ200980112492
公開日2011年3月23日 申請日期2009年4月7日 優先權日2008年4月8日
發明者R-Y·黃, 劉智相 申請人:株式會社Lg化學