專利名稱：：包括縮水甘油醚化合物的有機(jī)電解液和使用其的鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的各方面涉及包括縮水甘油醚化合物的有機(jī)電解液和使用其的鋰電池。更具體地，本發(fā)明的各方面涉及能夠有效抑制副反應(yīng)的包括縮水甘油醚的有機(jī)電解液和能夠通過使用該有機(jī)電解液改善電池充電/放電特性的4里電池。
背景技術(shù)：
：由于便攜式電子設(shè)備如攝像機(jī)、蜂窩式電話、筆記本電腦等變得更輕并具有日益改善的性能，因此正在進(jìn)行對(duì)用作這種便攜式電子設(shè)備的電源的電池的研究。特別地，由于可再充電鋰二次電池的每單位重量的能量密度是常規(guī)的鉛蓄電池、鎳-鎘電池、鎳-氫電池、鎳-鋅電池等的三倍，并且可快速充電，因此正在積極研究可再充電鋰二次電池。通常，由于鋰電池一般在高工作電壓下運(yùn)行，不能使用常規(guī)的含水電解質(zhì)溶液。這是因?yàn)榘谪?fù)極中的鋰和含水溶液相互劇烈反應(yīng)。因此，其中鋰鹽溶解在有機(jī)溶劑中的有機(jī)電解液通常用作鋰電池中的電解液。這種有機(jī)溶劑通常應(yīng)當(dāng)具有高離子傳導(dǎo)率、高介電常數(shù)和低粘度。但是，由于難以獲得滿足所有這些要求的單獨(dú)的有機(jī)溶劑，因此可使用混合溶劑，其包括例如具有高介電常數(shù)的有機(jī)溶劑和具有低粘度的有機(jī)溶劑。當(dāng)使用基于碳酸酯的極性非水溶劑時(shí)，包含在負(fù)極中的碳和鋰二次電池中的電解質(zhì)在初始充電過程中相互反應(yīng)，因此使用過量的電荷。在這種不可逆反應(yīng)中，在負(fù)極的表面上形成鈍化層如固體電解質(zhì)界面(SEI)膜。SEI膜使電池能夠穩(wěn)定地充電和放電，而沒有進(jìn)一步的電解質(zhì)溶液的分解(J.PowerSources,51(1994)，79-104)。SEI膜還作為僅鋰離子通過的離子隧道。通常，有機(jī)溶劑使鋰離子成為溶劑化物。因此，通常發(fā)生有機(jī)溶劑的共嵌入(cointercalation),該溶劑使鋰離子成為溶劑化物并在電池的充電和放電過程中與鋰離子移動(dòng)到碳負(fù)極中。但是，上述SEI膜僅容許鋰離子通過并防止有機(jī)溶劑的共嵌入，由此防止由在電池的充電和放電過程中有機(jī)溶劑的共嵌入導(dǎo)致的負(fù)極結(jié)構(gòu)的破壞。但是，由于通過重復(fù)充電和放電導(dǎo)致的活性材料的膨脹和收縮，SEI逐漸破裂，并從電極表面分離。之后，由于電解質(zhì)直接接觸活性材料，因此電解質(zhì)變得不斷分解。SEI膜的裂紋由于電池的充電和放電而發(fā)展，并使活性材料劣化。特別地，如果活性材料包括金屬如硅，活性材料體積的大的變化增加活性材料的劣化。另外，活性材料體積的重復(fù)膨脹和收縮引起硅顆粒的聚集。因此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，還需要通過防止金屬活性材料和電解質(zhì)之間的直接接觸而不降低鋰離子的離子傳導(dǎo)率，改善電池的充電/放電特性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的各方面提供通過使用縮水甘油醚化合物而阻止金屬活性材料和電解質(zhì)之間的直接接觸而不降低鋰離子的離子傳導(dǎo)率的有機(jī)電解液。本發(fā)明的各方面還提供通過使用該有機(jī)電解液而具有改善的充電/放電特性的鋰電池。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供有機(jī)電解液，其包括鋰鹽；包括高介電常數(shù)溶劑和/或低沸點(diǎn)溶劑的有機(jī)溶劑；和由式1表示的縮水甘油醚化合物式lA選自未取代的或#L囟原子取代的C2-C5氧化烯(alkyleneoxide)(-C-…C-0-)基團(tuán)；-(:(=0)-和-(:(117)(118)陽，R,選自未取代的或被卣原子取代的C1-C20烷氧基；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被卣原子和環(huán)氧乙烷基團(tuán)中的至少一個(gè)取代的C1-C20烷基；未取代的或被卣原子取代的C5-C20脂族烴環(huán)；未取代的或被卣原子取代的C5-C20脂族雜環(huán)；未取代的或被囟原子取代的C6-C30芳基；未取代的或被自原子取代的C7-C20烷芳基；未取代的或被卣原子取代的C7-C20芳烷基；未取代的或被卣原子取代的C2-C30雜芳基；未取代的或被卣原子取代的含醚單價(jià)基團(tuán)；和-Si(R9)(RK))(Ru),其中，R2、R3、R4、Rs和R6各自獨(dú)立地選自氫原子；未取代的或被卣原子取代的C1-C20烷氧基；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被囟原子取代的C1-C20烷基；和未取代的或被卣原子取代的C5-C20脂族烴環(huán)，R7和Rs各自獨(dú)立地為氫原子；或未取代的或被卣原子取代的C1-C20烷基，R9、R1Q和R各自獨(dú)立地選自氬原子；未取代的或被卣原子取代的Cl-C20烷氧基；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳氧基；和未取代的或被卣原子取代的Cl-C20烷基，和n為0-10的整數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供鋰電池，其包括正極；負(fù)極；和所述有機(jī)電解液。在常規(guī)有機(jī)電解液中，由于極性溶劑的分解，不可逆容量增加。但是，根據(jù)本發(fā)明的各方面的有機(jī)電解液包括縮水甘油醚化合物，因此使用根據(jù)本生的負(fù)極活性材料的破裂而具有優(yōu)異的充電/放電特性。因此，鋰電池可具有高穩(wěn)定性、可靠性和充電/放電效率。本發(fā)明的另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)將部分地在隨后的說明書中闡明，和部分地從說明書中明晰，或可通過本發(fā)明的實(shí)踐而了解。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參考以下實(shí)施方式的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得明晰和更容易理解，其中圖1是說明根據(jù)實(shí)施例6-10和比較例2的鋰電池的初始充電/放電曲線的圖。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)提及本發(fā)明的目前的實(shí)施方式，其實(shí)例在附圖中說明，其中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。下面通過參考附圖描述所述實(shí)施方式以說明本發(fā)明。本發(fā)明的各方面提供有機(jī)電解液，其包括鋰鹽；包括高介電常數(shù)溶劑和低沸點(diǎn)溶劑的有機(jī)溶劑；和由式l表示的縮水甘油醚化合物:A選自未取代的或被卣原子取代的C2-C5氧化烯基團(tuán)；-C(K))-和-C(R7)(R8)-，Ri選自未取代的或被鹵原子取代的Cl-C20烷氧基；未取代的或被鹵原子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被卣原子和環(huán)氧乙烷基團(tuán)中的至少一個(gè)取代的C1-C20烷基；未取代的或被鹵原子取代的C5-C20脂族烴環(huán)；未取代的或被囟原子取代的C5-C20脂族雜環(huán)；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳基；未取代的或被鹵原子取代的C7-C20烷芳基；未取代的或被鹵原子取代的C7-C20芳烷基；未取代的或被卣原子取代的C2-C30雜芳基；未取代的或被卣原子取代的含醚單價(jià)基團(tuán)；和-Si(R9)(RK))(Ru),R2、R3、R4、Rs和R6各自獨(dú)立地選自氫原子；未取代的或被鹵原子取代的C1-C20烷氧基；未取代的或被面原子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被卣原子取代的C1-C20烷基；和未取代的或被鹵原子取代的C5-C20脂族烴環(huán)，R7和Rs各自獨(dú)立地為氫原子；或未取代的或被閨原子取代的C1-C20烷基，R9、R1Q和R各自獨(dú)立地選自氫原子；未取代的或被囟原子取代的Cl-C20烷氧基；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳氧基；和未取代的或被卣原子取代的Cl-C20烷基，和n為0-10的整數(shù)。下面將描述具有上述結(jié)構(gòu)的縮水甘油醚化合物在有機(jī)電解液如鋰電池的有機(jī)電解液中的作用。但是，本發(fā)明可以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，且不應(yīng)理解為限于這里所述的實(shí)施方式。當(dāng)縮水甘油醚化合物接受電解質(zhì)中的電子時(shí)，包含在縮水甘油醚的環(huán)氧乙烷基團(tuán)中的醚鍵轉(zhuǎn)化為陰離子自由基。由于陰離子自由基具有不穩(wěn)定的能量，醚鍵分裂為帶負(fù)電的氧原子和帶正電的碳原子。其中在分裂的醚鍵中，帶負(fù)電的氧原子能夠捕獲鋰離子或與電解質(zhì)溶液反應(yīng)以形成大分子量化合物。另外，帶正電的碳原子可結(jié)合到氫陰離子或相鄰的帶負(fù)電的氧原子以形成二聚體。包括如上所述分裂為正電荷和負(fù)電荷的醚鍵的縮水甘油醚化合物與相鄰的化合物連續(xù)反應(yīng)以在電極表面上形成膜。這種膜可防止活性材料接觸電解質(zhì)。另外，該膜可防止由鋰嵌入和脫嵌涉及的負(fù)極活性材料的體積變化導(dǎo)致的裂紋。同時(shí)，縮水甘油醚化合物的烷基、芳基或多烴環(huán)(polyhydrocarbonring)具有憎溶劑性，因此可容易地吸附在溶劑和電極之間的界面上。另外，在膜表面上的極性醚鍵具有對(duì)鋰離子的親和力。因此，電解質(zhì)和包括在電解液中的鋰離子可容易地在膜中擴(kuò)散。結(jié)果，由于鋰離子可在由縮水甘油醚化合物形成的膜(鈍化層)中擴(kuò)散，因此鋰電池的充電和放電可不受影響。卣原子可為氟、氯、溴或碘。未取代的C2-C5氧化烯基團(tuán)的實(shí)例包括氧化乙烯、氧化丙烯和氧化異丁烯。未取代的C2-C5氧化烯的至少一個(gè)氫原子可被卣原子取代。未取代的C1-C20烷氧基可由式-OX,表示，其中Xi為烷基，如下所述。未取代的Cl-C20烷氧基的實(shí)例包括曱氧基、乙氧基、環(huán)己氧基和異丙氧基。C1-C20烷氧基中的至少一個(gè)氫原子可被囟原子取代。未取代的C6-C30芳氧基可由式-OX，表示，其中X,為芳基，如下所述。未取代的C6-C30芳氧基的實(shí)例包括苯氧基、萘氧基、聯(lián)苯氧基(biphenyloxy)。C6-C30芳氧基中的至少一個(gè)氫原子可被卣原子取代。未取代的Cl-C20烷基的實(shí)例包括曱基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基和十二烷基。C1-C20烷基中的至少一個(gè)氫原子可被環(huán)氧乙烷基團(tuán)或卣原子取代。C5-C20脂族烴環(huán)可為單環(huán)或可為包括多個(gè)環(huán)的結(jié)構(gòu)，且可在環(huán)中包括雙鍵。未取代的C5-C20脂族烴環(huán)的實(shí)例包括降水片烯基團(tuán)、環(huán)己基和環(huán)庚基，但不限于此。C5-C20脂族烴環(huán)中的至少一個(gè)氫原子可被卣原子取代。術(shù)語"C5-C20脂族雜環(huán)"是指其中至少一個(gè)碳原子被選自氧、氮和硫的至少一個(gè)原子取代的烴環(huán)。C5-C20脂族雜環(huán)可為單環(huán)或可為包括多個(gè)環(huán)的結(jié)構(gòu)。未取代的C5-C20脂族雜環(huán)的實(shí)例包括氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)和環(huán)氧乙烷基團(tuán)，但不限于此。C5-C20脂族雜環(huán)中的至少一個(gè)氫原子可被卣原子取代。術(shù)語"C6-C30芳基，，是指具有6-30個(gè)碳原子且包括至少一個(gè)芳環(huán)的碳環(huán)芳族體系。在多于一個(gè)環(huán)存在時(shí)，所述環(huán)可稠合或通過單鍵彼此連接。如在Cl-C20烷基中所述的，C6-C30芳基中的至少一個(gè)氫原子可被面原子取代。取代或未取代的C6-C30芳基的實(shí)例包括苯基、d-do烷基苯基(例如，乙基苯基)、卣代苯基(例如，鄰-、間-或?qū)?氟代苯基或二氯苯基)、氰基苯基、二氰基苯基、三氟曱氧基苯基、聯(lián)苯基、卣代聯(lián)苯基、氰基聯(lián)苯基、C廣do烷基聯(lián)苯基、d-do烷氧基聯(lián)苯基、鄰-、間-或?qū)?甲苯基、鄰-、間-或?qū)?異丙苯基、菜基、苯氧基苯基、(a,a-二曱基苯)苯基、(N,N'-二曱基)氨基苯基、(N,N'-二苯基)氨基苯基、戊搭烯基、茚基、萘基、卣代萘基(例如，氟代萘基)、C,-do烷基萘基(例如，曱基萘基)、d-do烷氧基萘基(例如，曱氧基萘基)、氰基萘基、蒽基、奧基、庚搭烯基、苊烯基、非那烯基、藥基、蒽喹啉基、曱基蒽基、菲基、苯并菲基、芘基、茗基、乙基-茗基、茜基、茈基、氯代茈基、戊芬基、并五苯基、四亞苯基、己芬基、并六苯基、玉紅省基、暈苯基、聯(lián)三萘基、庚芬基、并七苯基、皮蒽基以及卵苯基。術(shù)語"C7-C20芳烷基"是指其中至少一個(gè)氫原子被芳基取代的烷基。未取代的C7-C20芳烷基可為苯曱基，但不限于此，且C7-C20芳烷基中的至少一個(gè)氫原子可被卣原子取代。術(shù)語"C7-C20烷芳基"是指其中至少一個(gè)氫原子被烷基取代的芳基。未取代的C7-C20烷芳基可為4-叔丁基苯基和4-乙基苯基，但不限于此。C7-C20烷芳基中的至少一個(gè)氫原子可被鹵原子取代。術(shù)語"C2-C30雜芳基"是指包括至少一個(gè)芳環(huán)的體系，該芳環(huán)包括選自N、0、P和S的至少一個(gè)雜原子。在多于一個(gè)芳環(huán)存在時(shí)，所述芳環(huán)可稠合或通過單鍵彼此連接。C2-C30雜芳基中的至少一個(gè)氫原子可被卣原子取代。未取代的C2-C30雜芳基的實(shí)例包括吡唑基、咪唑基、嗜、唑酮基、噻唑基、三唑基、四唑基、嗜、二哇基、p比咬基、噠嗪基、嘧咬基、三嗪基、咔唑基、卩引哚基、喹啉基和異喹啉基。術(shù)語"含醚單價(jià)基團(tuán)"是指其中烷基、烯基、炔基和烷氧基之一中的至少一個(gè)碳原子被C-O-鍵取代的基團(tuán)。未取代的含醚單價(jià)基團(tuán)中的至少一個(gè)氫原子可被囟原子取代。作為非限制性實(shí)例，式1的縮水甘油醚化合物可由式2表示。式2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>其中Ri、R5、Rg、A和n與式1中描述的相同。作為更具體的非限制性實(shí)例，式1的縮水甘油醚化合物可由式3表示。式3其中R"A和n與式1中描述的相同。同時(shí)，在由式l-3之一表示的縮水甘油醚化合物中，R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、Ru)和Ru的至少一個(gè)氫原子可被鹵原子如氟原子取代。當(dāng)縮水甘油醚化合物的氫原子被囟原子取代時(shí)，可改善縮水甘油醚化合物的表面活性。當(dāng)具有表面活性的化合物被卣原子如氟取代時(shí)，可進(jìn)一步改善表面活性。在上式l畫3中,當(dāng)為畫Si(R9)(R一(Rii)且R9、Rio和/或Ru為烷氧基時(shí)，烷氧基可為具有l(wèi)-20個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷氧基，如具有1-12個(gè)碳原子的直鏈或支鏈基團(tuán)。例如，烷氧基可為具有l(wèi)-6個(gè)碳原子的低級(jí)烷氧基。這種烷氧基可為曱氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基和己氧基之一。還可使用具有l(wèi)-3個(gè)碳原子的低級(jí)烷氧基。作為更具體的非限制性實(shí)例，式1的縮水甘油醚化合物可由選自式4-11的至少一個(gè)表示。式4式5<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>式6式7<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>水甘油醚化合物的量可為0.1-10重量％,或作為更具體的非限制性實(shí)例，為1-5重量°/。，基于有機(jī)溶劑的總重量。當(dāng)縮水甘油醚化合物的量大于10重量°/。時(shí)，由于決定電池性能的有效材料的量相對(duì)較小，充電/放電特性可降低。另一方面，當(dāng)縮水甘油醚化合物的量小于O.l重量％時(shí)，縮水甘油醚化合物的效果不足。高介電常數(shù)溶劑不特別限制，且可為在本領(lǐng)域中通常使用的高介電常數(shù)溶劑。例如，高介電常數(shù)溶劑可為環(huán)狀碳酸酯如碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯和碳酸亞丁酯，或Y-丁內(nèi)酯。而且，低沸點(diǎn)溶劑不特別限制，且可為本領(lǐng)域中通常使用的低沸點(diǎn)溶劑。例如，低沸點(diǎn)溶劑可為脂族碳酸酯如碳酸二甲酯、碳酸曱乙酯、碳酸二乙酯和碳酸二丙酯，二曱氧基乙烷，二乙氧基乙烷，或脂肪酸酯衍生物。所述脂肪酸衍生物或脂肪酸酯衍生物包括C1-C13脂肪酸衍生物，例如丁酸曱酯、丙酸曱酯。高介電常數(shù)溶劑和低沸點(diǎn)溶劑的體積比可為1:l至l:9。當(dāng)比例在該范圍之外時(shí)，電池的放電容量和充電/放電循環(huán)壽命可退化。但是，高介電常數(shù)溶劑或低沸點(diǎn)溶劑可單獨(dú)使用。鋰鹽可為在鋰電池中通常使用的任何鋰鹽。例如，鋰鹽可包括選自LiC104、LiCF3S03、LiPF6、LiN(CF3S02)2、LiBF4、LiC(CF3S02)3和LiN(C2F5S02)2的至少一種化合物。有機(jī)電解液中鋰鹽的濃度可為0.5-2.0M。當(dāng)鋰鹽的濃度小于0.5M時(shí)，電解液的傳導(dǎo)率低，由此使電解液的性能退化。當(dāng)鋰鹽的濃度大于2.0M時(shí)，電解液的粘度高，因此鋰離子的遷移率低。根據(jù)本發(fā)明各方面的有機(jī)電解液可包括作為鋰鹽的LiC104、作為高介電常數(shù)溶劑的碳酸亞丙酯和作為縮水甘油醚化合物的式4-11之一表示的化合物?，F(xiàn)在將描述使用該有機(jī)電解液的鋰電池及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明各方面的鋰電池包括正極、負(fù)極和包括縮水甘油醚化合物的有機(jī)電解液。鋰電池不特別限制，且可為鋰一次電池或鋰二次電池，如鋰離子電池、鋰離子聚合物電池或鋰硫電池。根據(jù)本發(fā)明各方面的鋰電池可如下制造。將正極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑混合以制備正極活性材料組合物。將正極活性材料組合物直接涂覆在AI集電體上并干燥以制備正極板?；蛘?，將正極活性材料組合物在獨(dú)立的基板上流延，并將從其獲得的膜層壓在Al集電體上以制備正極板。正極活性材料可為本領(lǐng)域中通常使用的任何含鋰的金屬氧化物。含鋰的金屬氧化物的實(shí)例包括LiCo02、LiMnx02x(其中x=l、2)、LiNh.xMnx02(其中(Xx〈l)和LiNi,.x.yCoxMny02(其中0Sx￡0.5,05y^0.5)。炭黑可用作導(dǎo)電劑。粘合劑可為偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈、聚曱基丙烯酸曱酯、聚四氟乙烯及其混合物、或基于丁苯橡膠的聚合物。溶劑可為N-曱基吡咯烷酮(NMP)、丙酮、水等。正極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑的量可為在鋰電池中通常使用的那些。類似地，將負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑混合以制備負(fù)極活性材料組合物。將負(fù)極活性材料組合物直接涂覆在Cu集電體上，或在獨(dú)立的基板上流延，并將從其獲得的負(fù)極活性材料膜層壓在Cu集電體上，以獲得負(fù)極板。負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑的量可為在鋰電池中通常使用的那些。硅金屬、硅薄膜、鋰金屬、鋰合金、碳質(zhì)材料或石墨可用作負(fù)極活性材料。負(fù)極活性材料組合物中的導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑可與正極活性材料組合物中的那些相同。如果需要，可將增塑劑加入正極活性材料組合物和負(fù)極活性材料組合物中以在電極板中產(chǎn)生孔。隔膜可由在鋰電池中通常使用的任何材料構(gòu)成。可使用對(duì)電解質(zhì)的離子的移動(dòng)具有低阻抗和具有良好的吸收電解液的能力的材料。例如，該材料可為選自玻璃纖維、聚酯、特氟隆(Teflon)、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)及其組合的無紡物或紡織物。更具體地，鋰離子電池可使用包括聚乙烯、聚丙烯等之一的可巻繞的隔膜，和鋰離子聚合物電池可使用具有優(yōu)異的浸漬有機(jī)電解液的能力的隔膜。隔膜可使用以下方法制備。將聚合樹脂、填料和溶劑混合以制備隔膜組合物。將隔膜組合物直接涂覆在電極上并干燥以獲得隔膜?；蛘?，隔膜組合物可在基板上流延并干燥，然后將在基板上形成的隔膜剝離并層壓在電極上。聚合樹脂不特別限制，且可為在用于電極板的常規(guī)粘合劑中使用的任何材料。聚合樹脂的實(shí)例包括偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚曱基丙烯酸曱酯及其混合物。特別地，可使用包含8-25重量％六氟丙烯的偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物。隔膜插入在正極板和負(fù)極板之間以形成電池組件。將電池組件巻繞或折疊并置于圓柱形或矩形電池殼中。然后，將根據(jù)本發(fā)明各方面的有機(jī)電解液注入到電池殼中以完成鋰離子電池?；蛘撸姵亟M件可以單體電池(bicell)的形式制備，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的有機(jī)電解液可浸漬其中。然后，將所得物置于袋中并密封以完成鋰離子聚合物電池?，F(xiàn)在將參考以下實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明的各方面。以下實(shí)施例僅用于說明性的目的，而不用于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1:電解液的制備將5重量％的式4表示的縮水甘油醚化合物作為添加劑加入包含碳酸亞丙酯的有機(jī)溶劑中，和1MLiC104用作鋰鹽以制備有機(jī)電解液。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>式4實(shí)施例2:電解液的制備以與實(shí)施例1相同的方式制備有機(jī)電解液，除了使用式5表示的化合物代替式4表示的化合物以外。式5<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>實(shí)施例3:電解液的制備以與實(shí)施例l相同的方式制備有機(jī)電解液，除了使用式6表示的化合物代替式4表示的化合物以外。式6實(shí)施例4:電解液的制備以與實(shí)施例1相同的方式制備有機(jī)電解液，除了使用式7表示的化合物代替式4表示的化合物以外。式7<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>實(shí)施例5:電解液的制備以與實(shí)施例1相同的方式制備有機(jī)電解液，除了使用式8表示的化合物代替式4表示的化合物以外。式8<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>比較例1:電解液的制備1MLiC104作為鋰鹽加入包含碳酸亞丙酯的有機(jī)溶劑中以制備有機(jī)電解液。實(shí)施例6-10:鋰電池的制備將石墨粉末(中間相碳微球(MCMB),OsakaGasChemicalsCompany)和其中5重量。/。聚偏二氟乙烯(PVdF)溶解在N-曱基吡咯烷酮(NMP)中的粘合劑以95:5的重量比在瑪瑙研缽中混合以制備漿料。使用刮刀，在19(im厚的Cu箔上流延該漿料至lOOjim的厚度，以制備負(fù)極。將負(fù)極首先在烘箱中在90。C下干燥約3小時(shí)以蒸發(fā)NMP，其次在真空烘箱中在120。C下干燥2小時(shí)以完全蒸發(fā)NMP。然后，將負(fù)極滾壓以具有60pm的厚度。分別使用該負(fù)極、鋰作為對(duì)電極、聚乙烯作為隔膜和實(shí)施例1-5中制備的有機(jī)電解液制備2016型硬幣電池。比較例2:鋰電池的制備以與實(shí)施例6相同的方式制備具有1.5mAh容量的硬幣電池，除了使用比較例1中制備的有機(jī)電解液以夕卜。實(shí)驗(yàn)實(shí)施例1:電池的充電/放電特性以0.1C的恒定電流對(duì)在實(shí)施例6-10和比較例2中制備的具有1.5mAh容量的硬幣電池充電，直到電壓達(dá)到O.OOIV。然后，進(jìn)行恒壓充電，直到在0.001V的電壓下電流達(dá)到0.05C。然后，在0.1C下進(jìn)行恒流放電，直到電壓達(dá)到1.5V,以獲得充電"文電容量。由此計(jì)算充電W文電效率。通過以下方程1計(jì)算充電/放電效率。方程1初始充電/放電效率(％)=第1次循環(huán)的放電容量/第1次循環(huán)的充電容量結(jié)果示于表l和圖1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>如表1和圖1所示，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6-10中制備的電池中，可逆地進(jìn)行充電和放電，且大部分電池具有70%或更高的初始充電/放電效率。但是，在其中不使用本發(fā)明的添加劑的比較例2中制備的電池中，溶劑分解。盡管已顯示和描述了本發(fā)明的一些實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的原則和精神的情況下，可在該實(shí)施方式中進(jìn)行變化，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等價(jià)物限定。權(quán)利要求1.有機(jī)電解液，包括鋰鹽；包括高介電常數(shù)溶劑和/或低沸點(diǎn)溶劑的有機(jī)溶劑；由式1表示的縮水甘油醚化合物；式1其中A選自未取代的或被鹵原子取代的C2-C5氧化烯基團(tuán)；-C(＝O)-；和-C(R7)(R8)-，R1選自未取代的或被鹵原子取代的C1-C20烷氧基；未取代的或被鹵原子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被鹵原子和環(huán)氧乙烷基團(tuán)中的至少一個(gè)取代的C1-C20烷基；未取代的或被鹵原子取代的C5-C20脂族烴環(huán)；未取代的或被鹵原子取代的C5-C20脂族雜環(huán)；未取代的或被鹵原子取代的C6-C30芳基；未取代的或被鹵原子取代的C7-C20烷芳基；未取代的或被鹵原子取代的C7-C20芳烷基；未取代的或被鹵原子取代的C2-C30雜芳基；未取代的或被鹵原子取代的含醚單價(jià)基團(tuán)；和-Si(R9)(R10)(R11)，R2、R3、R4、R5和R6各自獨(dú)立地選自氫原子；未取代的或被鹵原子取代的C1-C20烷氧基；未取代的或被鹵原子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被鹵原子取代的C1-C20烷基；和未取代的或被鹵原子取代的C5-C20脂族烴環(huán)，R7和R8各自獨(dú)立地為氫原子；或未取代的或被鹵原子取代的C1-C20烷基，R9、R10和R11各自獨(dú)立地選自氫原子；未取代的或被鹵原子取代的C1-C20烷氧基；未取代的或被鹵原子取代的C6-C30芳氧基；和未取代的或被鹵原子取代的C1-C20烷基，和n為0-10的整數(shù)。2.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中A為選自未取代的或鹵素取代的氧化乙烯、未取代的或卣素取代的氧化丙烯和未取代的或面素取代的氧化異丁烯的未取代的或卣素取代的C2-C5氧化烯基團(tuán)。3.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中RpR2、R3、R4、Rs、Re、R9、Rio和Rn的至少一個(gè)為選自未取代的或卣素取代的甲氧基、未取代的或卣素取代的乙氧基、未取代的或卣素取代的環(huán)己氧基、和未取代的或卣素取代的異丙氧基的未取代的或卣素取代的Cl-C20烷氧基。4.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中R!、R2、R3、R4、R5、R6、R9、Rio和Ru的至少一個(gè)為選自未取代的或卣素取代的苯氧基、未取代的或卣素取代的萘氧基、和未取代的或卣素取代的聯(lián)苯氧基的未取代的或鹵素取代的C6-C30芳氧基。5.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中R,、R2、R3、R4、R5、Re、R7、R8、R9、Rn)和Rn的至少一個(gè)為選自未取代的或鹵素取代的甲基、未取代的或鹵素取代的乙基、未取代的或卣素取代的丙基、未取代的或卣素取代的異丙基、未取代的或卣素取代的正丁基、未取代的或囟素取代的仲丁基、未取代的或卣素取代的戊基、未取代的或卣素取代的異戊基、未取代的或卣素取代的己基、未取代的或卣素取代的庚基、未取代的或卣素取代的辛基、未取代的或面素取代的壬基、未取代的或囟素取代的癸基和未取代的或卣素取代的十二烷基的未取代的或卣素取代的Cl-C20烷基。6.權(quán)利要求l的有機(jī)電解液，其中R!、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、Rn)和Ru的至少一個(gè)為選自未取代的或囟素取代的降冰片烯、未取代的或卣素取代的環(huán)己基和未取代的或卣素取代的環(huán)庚基的未取代的或卣素取代的C5-C20脂族烴環(huán)。7.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中R,為選自苯基、未取代的或鹵素取代的d-do烷基苯基、閨代苯基、未取代的或卣素取代的氰基苯基、未取代的或卣素取代的二氰基苯基、三氟曱氧基苯基、聯(lián)苯基、卣代聯(lián)苯基、氰基聯(lián)苯基、未取代的或卣素取代的d-CK)烷基聯(lián)苯基、未取代的或卣素取代的d-do烷氧基聯(lián)苯基、未取代的或鹵素取代的鄰-、間-或?qū)?甲苯基、未取代的或鹵素取代的鄰-、間-或?qū)?異丙苯基、未取代的或鹵素取代的菜基、未取代的或卣素取代的苯氧基苯基、未取代的或卣素取代的(a,a-二曱基苯)苯基、未取代的或面素取代的(N,N'-二曱基)氨基苯基、未取代的或卣素取代的(N,N'-二苯基)氨基苯基、未取代的或卣素取代的戊搭烯基、未取代的或卣素取代的茚基、萘基、卣代萘基、未取代的或卣素取代的Q-Cu)烷基萘基、未取代的或卣素取代的Crdo烷氧基萘基、未取代的或面素取代的氰基萘基、未取代的或卣素取代的蒽基、未取代的或卣素取代的奧基、未取代的或卣素取代的庚搭烯基、未取代的或卣素取代的苊烯基、未取代的或卣素取代的非那烯基、未取代的或卣素取代的藥基、未取代的或卣素取代的蒽喹啉基、未取代的或卣素取代的曱基蒽基、未取代的或卣素取代的菲基、未取代的或鹵素取代的苯并菲基、未取代的或卣素取代的芘基、未取代的或卣素取代的茗基、未取代的或卣素取代的乙基-茗基、未取代的或卣素取代的茵基、茈基、氯代菲基、未取代的或卣素取代的戊芬基、未取代的或鹵素取代的并五苯基、未取代的或卣素取代的四亞苯基、未取代的或卣素取代的己芬基、未取代的或卣素取代的并六苯基、未取代的或卣素取代的玉紅省基、未取代的或卣素取代的暈苯基、未取代的或卣素取代的聯(lián)三萘基、未取代的或卣素取代的庚芬基、未取代的或卣素取代的并七苯基、未取代的或卣素取代的皮蒽基以及未取代的或卣素取代的卵苯基的未取代的或卣素取代的C6-C30芳基。8.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中R,為選自未取代的或鹵素取代的吡唑基、未取代的或卣素取代的咪唑基、未取代的或卣素取代的嗜唑酮基、未取代的或卣素取代的噻唑基、未取代的或卣素取代的三唑基、未取代的或卣素取代的四唑基、未取代的或卣素取代的喝二唑基、未取代的或卣素取代的吡咬基、未取代的或卣素取代的噠。秦基、未取代的或面素取代的嘧啶基、未取代的或卣素取代的三嗪基、未取代的或囟素取代的?？ㄟ蚧?、未取代的或卣素取代的巧l咮基、未取代的或卣素取代的喹啉基和未取代的或囟素取代的異全啉基的未取代的或卣素取代的C2-C30雜芳基。9.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中R,為-Si(R9)(R,o)(R")，且R"R10和/或Rn為曱氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、^又丁氧基、戊氧基或己氧基。10.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中式1的縮水甘油醚化合物由式2表<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>A選自未取代的或被鹵原子取代的C2-C5氧化烯基團(tuán)；-C(-O)-和-C(R7)(R8)-，R,選自未取代的或被卣原子取代的Cl-C20烷氧基；未取代的或被鹵原子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被鹵原子和環(huán)氧乙烷基團(tuán)中的至少一個(gè)取代的C1-C20烷基；未取代的或被卣原子取代的C5-C20脂族烴環(huán)；未取代的或被卣原子取代的C5-C20脂族雜環(huán)；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳基；未取代的或被鹵原子取代的C7-C20烷芳基；未取代的或被鹵原子取代的C7-C20芳烷基；未取代的或被鹵原子取代的C2-C30雜芳基；未取代的或被卣原子取代的含醚單價(jià)基團(tuán)；和-Si(R9)(RK))(Rn)，Rs和R6各自獨(dú)立地選自氫原子；未取代的或被卣原子取代的C1-C20烷氧基；未取代的或被鹵原子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被鹵原子取代的C1-C20烷基；和未取代的或被離原子取代的C5-C20脂族烴環(huán)，R7和Rs各自獨(dú)立地為氫原子；或未取代的或被鹵原子取代的C1-C20烷基，R9、R1()和Ru各自獨(dú)立地選自氫原子；未取代的或被囟原子取代的Cl-C20烷氧基；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳氧基；和未取代的或被卣原子取代的Cl-C20烷基，和n為0-10的整數(shù)。11.權(quán)利要求l的有機(jī)電解液，其中式1的縮水甘油醚化合物由式3表示:式3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中A選自未取代的或被卣原子取代的C2-C5氧化烯基團(tuán)；-C(-O)-和-C(R7)(R8)-，&選自未取代的或被卣原子取代的C1-C20烷氧基；未取代的或被鹵原子取代的C6-C30芳氧基；未取代的或被鹵原子和環(huán)氧乙烷基團(tuán)中的至少一個(gè)取代的C1-C20烷基；未取代的或被鹵原子取代的C5-C20脂族烴環(huán)；未取代的或被卣原子取代的C5-C20脂族雜環(huán)；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳基；未取代的或被鹵原子取代的C7-C20烷芳基；未取代的或被鹵原子取代的C7-C20芳烷基；未取代的或被卣原子取代的C2-C30雜芳基；未取代的或被由原子取代的含醚單價(jià)基團(tuán)；和-Si(R9)(R!o)(Ri1)，117和Rs各自獨(dú)立地為氫原子；或未取代的或被鹵原子取代的C1-C20烷基，R9、R1Q和R各自獨(dú)立地選自氫原子；未取代的或被卣原子取代的Cl-C20烷氧基；未取代的或被卣原子取代的C6-C30芳氧基；和未取代的或被卣原子取代的Cl-C20烷基，和n為0-10的整數(shù)。12.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中R。R2、R3、R4、R5、R6、R7、Rs、R9、R^和Rn的氫原子的至少一個(gè)被鹵原子取代。13.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中式1的縮水甘油醚化合物由式4-11之一表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>14.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中基于有機(jī)溶劑的總重量，縮水甘油醚化合物的量為0.1-10重量％。15.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中基于有機(jī)溶劑的總重量，縮水甘油醚化合物的量為1-5重量％。16.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中鋰鹽的濃度為0.5-2.0M。17.權(quán)利要求1的有機(jī)電解液，其中高介電常數(shù)溶劑為選自碳酸亞乙酉旨、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯和y-丁內(nèi)酯的至少一種溶劑。18.權(quán)利要求l的有機(jī)電解液，其中低沸點(diǎn)溶劑為選自碳酸二甲酯、碳酸曱乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、二曱氧基乙烷、二乙氧基乙烷和脂肪酸酯衍生物的至少一種溶劑。19.鋰電池，包括正極；負(fù)極；和權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的有機(jī)電解液。全文摘要有機(jī)電解液包括鋰鹽；含高介電常數(shù)溶劑和/或低沸點(diǎn)溶劑的有機(jī)溶劑；由式1表示的縮水甘油醚化合物，其中n、R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆和A如說明書中所述。在常規(guī)的有機(jī)電解液中，由于極性溶劑的分解，不可逆容量增加。使用所述有機(jī)電解液的鋰電池通過抑制在電池的充電和放電過程中發(fā)生的負(fù)極活性材料的破裂而具有優(yōu)異的充電/放電特性。因此，該鋰電池可具有高穩(wěn)定性、可靠性和充電/放電效率。文檔編號(hào)H01M6/16GK101359749SQ20081008231公開日2009年2月4日申請(qǐng)日期2008年2月29日優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日發(fā)明者李東埈,李錫守,柳永均申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社