本申請是申請日為2011年10月21日、申請?zhí)枮?01110328685.9、題為“用于鋰離子電池的電解質(zhì)和包括該電解質(zhì)的鋰離子電池”的專利申請的分案申請。

提供了一種用于鋰離子電池的電解質(zhì)和一種包括該電解質(zhì)的鋰離子電池。

背景技術(shù)：

近來，鋰可充電電池作為用于小型便攜式電子裝置的電源而備受關(guān)注。鋰可充電電池使用有機(jī)電解質(zhì)溶液，因此放電電壓是使用堿性水溶液的傳統(tǒng)電池的放電電壓的至少兩倍，并因此具有高能量密度。

根據(jù)分隔件和電解質(zhì)，鋰可充電電池分為鋰離子電池、鋰離子聚合物電池和鋰聚合物電池。它們的形狀可以是圓柱形、棱柱形、硬幣形等。

鋰離子電池可以包括鋰鹽和有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)溶液。有機(jī)溶劑可以是基于2至5種組分的溶劑，該溶劑包括諸如碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯等的環(huán)狀碳酸酯和諸如碳酸二甲酯、碳酸乙甲酯、碳酸二乙酯等的鏈狀碳酸酯。然而，碳酸酯類有機(jī)溶劑具有安全性問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了一種能夠提高電池特性以及提高電池安全性的用于鋰離子電池的電解質(zhì)。

在一些實(shí)施例中，鋰離子電池包括電解質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，一種用于鋰離子電池的電解質(zhì)包括非水有機(jī)溶劑和鋰鹽。所述非水有機(jī)溶劑包括阻燃溶劑和碳酸酯類溶劑。所述阻燃溶劑包括含有氟化的陽離子的離子液體和基于磷的溶劑。

含有氟化的陽離子的離子液體可以包括由下面的化學(xué)式1至化學(xué)式8表示的陽離子。

化學(xué)式1

在化學(xué)式1中，r1可以是氟取代的c1至c5烷基或未取代的c1至c5烷基。r2可以是至少一個氫被氟取代的c1至c5烷基。

化學(xué)式2

在化學(xué)式2中，r3和r5中的每個可以獨(dú)立地選自于氟取代的c1至c5烷基和未取代的c1至c5烷基。r4可以是氟取代的c1至c5亞烷基或未取代的c1至c5亞烷基。r4和r5中的至少一個包括至少一個氫被氟取代的基團(tuán)。

化學(xué)式3

在化學(xué)式3中，r6可以是氟取代的c1至c5烷基或未取代的c1至c5烷基。r7可以是至少一個氫被氟取代的c1至c5烷基。

化學(xué)式4

在化學(xué)式4中，r8和r10中的每個可以獨(dú)立地選自于氟取代的c1至c5烷基和未取代的c1至c5烷基。r9可以是氟取代的c1至c5亞烷基或未取代的c1至c5亞烷基。r9和r10中的至少一個包括至少一個氫被氟取代的基團(tuán)。

化學(xué)式5

在化學(xué)式5中，r11至r13中的每個可以獨(dú)立地選自于氟取代的c1至c5烷基和未取代的c1至c5烷基。r14可以是至少一個氫被氟取代的c1至c5烷基。

化學(xué)式6

在化學(xué)式6中，r15至r17以及r19中的每個可以獨(dú)立地選自于氟取代的c1至c5烷基和未取代的c1至c5烷基。r18可以是氟取代的c1至c5亞烷基或未取代的c1至c5亞烷基。r18和r19中的至少一個包括至少一個氫被氟取代的基團(tuán)。

化學(xué)式7

在化學(xué)式7中，r20可以是氟取代的c1至c5烷基或未取代的c1至c5烷基。r21可以是至少一個氫被氟取代的c1至c5烷基。

化學(xué)式8

在化學(xué)式8中，r22和r24中的每個可以獨(dú)立地選自于氟取代的c1至c5烷基和未取代的c1至c5烷基。r23可以是氟取代的c1至c5亞烷基或未取代的c1至c5亞烷基。r22和r24中的至少一個包括至少一個氫被氟取代的基團(tuán)。

包含氟化的陽離子的離子液體和基于磷的溶劑可以以大約50:50至大約30:70范圍的體積比包含在阻燃溶劑中。

包含氟化的陽離子的離子液體還可以包含由下面的化學(xué)式9至化學(xué)式14中的一個表示的陰離子。

化學(xué)式9

化學(xué)式10

化學(xué)式11

化學(xué)式12

化學(xué)式13

化學(xué)式14

所述基于磷的溶劑可以包括磷酸酯類化合物或磷腈類化合物。合適的磷酸酯類化合物的非限制性示例包括磷酸三甲酯(tmp)、磷酸三乙酯(tep)、磷酸三丙酯(tpp)、磷酸三甲苯酯(tcp)、磷酸三二甲苯酯(txp)和它們的組合。合適的磷腈類化合物的非限制性示例包括六甲氧基環(huán)三磷腈、氟化的環(huán)三磷腈和它們的組合。

基于磷的溶劑的至少一個氫原子可以被至少一個氟原子取代。

碳酸酯類溶劑可以包括鏈狀碳酸酯類溶劑和氟化的環(huán)狀碳酸酯類溶劑中的至少一種。合適的鏈狀碳酸酯類溶劑的非限制性示例包括碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲乙酯(mec)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙丙酯(epc)和它們的組合。

合適的氟化的環(huán)狀碳酸酯類溶劑的非限制性示例包括由下面的化學(xué)式15表示的化合物。

化學(xué)式15

在化學(xué)式15中，r25和r26中的每個可以獨(dú)立地選自于氫、鹵素、氰基(cn)、硝基(no2)和c1至c5氟代烷基，并且r25和r26中的至少一個是c1至c5氟代烷基或鹵素。

所述非水有機(jī)溶劑可以包括量為大約20體積％至大約50體積％的阻燃溶劑，并可以包括量為大約50體積％至大約80體積％的碳酸酯類溶劑。在一些實(shí)施例中，例如，所述非水有機(jī)溶劑可以包括大約20體積％至大約50體積％的阻燃溶劑、大約40體積％至大約75體積％的鏈狀碳酸酯類溶劑和大約5體積％至大約10體積％的氟化的環(huán)狀碳酸酯類溶劑。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種鋰離子電池包括用于鋰離子電池的所述電解質(zhì)、包括可逆地嵌入/脫嵌鋰離子的正極活性材料的正極和包括可逆地嵌入/脫嵌鋰離子的負(fù)極活性材料的負(fù)極。

因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于鋰離子電池的所述電解質(zhì)具有低揮發(fā)性、低粘度和自熄性，所以包括所述電解質(zhì)的鋰離子電池具有良好的阻燃性、良好的高溫儲存特性、良好的高倍率充放電特性和良好的循環(huán)壽命特征。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可充電鋰電池的剖視圖。

圖2是對根據(jù)示例1制備的鋰離子電池進(jìn)行的阻燃性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的照片。

圖3是對根據(jù)對比示例1制備的鋰離子電池進(jìn)行的阻燃性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的照片。

具體實(shí)施方式

在下文中將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，在未脫離本發(fā)明的精神或范圍的所有情況下，所描述的實(shí)施例可以以各種不同的方式來修改。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于鋰離子電池的電解質(zhì)包括非水有機(jī)溶劑和鋰鹽。非水有機(jī)溶劑包括阻燃溶劑和碳酸酯類溶劑。阻燃溶劑包括含有氟化的陽離子的離子液體和基于磷的溶劑。

非水有機(jī)溶劑作為用于傳輸參與電池的電化學(xué)反應(yīng)的離子的介質(zhì)。

含有氟化的陽離子的離子液體(其包含在非水有機(jī)溶劑中)可以包括由下面的化學(xué)式1至化學(xué)式8中的一個表示的陽離子。

化學(xué)式1

在化學(xué)式1中，r1可以是氟取代的c1至c5烷基或未取代的c1至c5烷基。r2可以是至少一個氫被氟取代的c1至c5烷基。

化學(xué)式2

在化學(xué)式2中，r3和r5中的每個獨(dú)立地選自于氟取代的c1至c5烷基和未取代的c1至c5烷基。r4可以是氟取代的c1至c5亞烷基或未取代的c1至c5亞烷基。r4和r5中的至少一個包括至少一個氫被氟取代的基團(tuán)。

化學(xué)式3

在化學(xué)式3中，r6可以是氟取代的c1至c5烷基或未取代的c1至c5烷基。r7可以是至少一個氫被氟取代的c1至c5烷基。

化學(xué)式4

在化學(xué)式4中，r8和r10中的每個可以獨(dú)立地選自于氟取代的c1至c5烷基和未取代的c1至c5烷基。r9可以是氟取代的c1至c5亞烷基或未取代的c1至c5亞烷基。r9和r10中的至少一個包括至少一個氫被氟取代的基團(tuán)。

化學(xué)式5

在化學(xué)式5中，r11至r13中的每個可以獨(dú)立地選自于氟取代的c1至c5烷基和未取代的c1至c5烷基。r14可以是至少一個氫被氟取代的c1至c5烷基。

化學(xué)式6

在化學(xué)式6中，r15至r17以及r19中的每個可以獨(dú)立地選自于氟取代的c1至c5烷基和未取代的c1至c5烷基。r18可以是氟取代的c1至c5亞烷基或未取代的c1至c5亞烷基。r18和r19中的至少一個包括至少一個氫被氟取代的基團(tuán)。

化學(xué)式7

在化學(xué)式7中，r20可以是氟取代的c1至c5烷基或未取代的c1至c5烷基。r21可以是至少一個氫被氟取代的c1至c5烷基。

化學(xué)式8

在化學(xué)式8中，r22和r24中的每個可以獨(dú)立地選自于氟取代的c1至c5烷基和未取代的c1至c5烷基。r23可以是氟取代的c1至c5亞烷基或未取代的c1至c5亞烷基。r22和r24中的至少一個包括至少一個氫被氟取代的基團(tuán)。

根據(jù)一個實(shí)施例，在化學(xué)式1至8中，r1、r3、r6、r8、r11、r12、r13、r15、r16、r17或r22可以為ch3；r4、r9、r18或r23可以為ch2；r2、r5、r7、r10、r14、r19或r24可以為ch2f；r20或r21可以為ch2f或ch3。

包含氟化的陽離子的離子液體還可以包含由下面的化學(xué)式9至化學(xué)式14中的一個表示的陰離子。

化學(xué)式9

化學(xué)式10

化學(xué)式11

化學(xué)式12

化學(xué)式13

化學(xué)式14

非水有機(jī)溶劑中的離子液體可以包括由化學(xué)式1至化學(xué)式8表示的陽離子和由化學(xué)式9至化學(xué)式14表示的陰離子的組合。

包含氟化的陽離子的離子液體具有良好的阻燃性能、低揮發(fā)性和粘度以及良好的熱穩(wěn)定性。因此，該離子液體賦予所得的鋰離子電池良好的阻燃性。另外，包含氟化的陽離子的離子液體抑制了揮發(fā)的溶劑產(chǎn)生的氣體導(dǎo)致的內(nèi)壓升高和膨脹。因此，該離子液體提高了高溫儲存特性。另外，該離子液體具有提高的耐還原性，由此提高了電池性能特性。

基于磷的溶劑可以包括磷酸酯類化合物或磷腈類化合物。合適的磷酸酯類化合物的非限制性示例包括磷酸三甲酯(tmp)、磷酸三乙酯(tep)、磷酸三丙酯(tpp)、磷酸三甲苯酯(tcp)、磷酸三二甲苯酯(txp)和它們的組合。合適的磷腈類化合物的非限制性示例包括六甲氧基環(huán)三磷腈、氟化的環(huán)三磷腈和它們的組合。

基于磷的溶劑具有低粘度和高介電常數(shù)，并且是選擇性地與活性自由基(例如r·、h·等)反應(yīng)的自熄性材料。因此，基于磷的溶劑基本上防止燃燒反應(yīng)。因此，基于磷的溶劑可以使起始分解熱最小化，因此基本上可防止鋰離子電池的熱失控現(xiàn)象。

磷酸酯類化合物和磷腈類化合物中的至少一個氫可以被氟取代。當(dāng)磷酸酯類化合物或磷腈類化合物包含氟(取代氫)時，則可以降低電解質(zhì)粘度，因此同時提高了浸漬性能和阻燃性。

基于非水有機(jī)溶劑的總體積，可以包含量為大約1體積％至大約80體積％的阻燃溶劑。在一些實(shí)施例中，例如，可以包含量為大約20體積％至大約50體積％、優(yōu)選地為大約20體積％至大約45體積％的阻燃溶劑。當(dāng)以這些范圍內(nèi)的量包含阻燃溶劑時，電解質(zhì)具有提高的阻燃性和浸漬性能，由此提高了所得的電池的循環(huán)壽命特性和容量。

另外，包含氟化的陽離子的離子液體和基于磷的溶劑可以以大約75:25至大約10:90、優(yōu)選地大約50:50至大約20:80、更優(yōu)選地大約50:50至大約30:70范圍的體積比包含在阻燃溶劑中。基于非水有機(jī)溶劑的總體積，可以優(yōu)選地以大約1體積％至大約40體積％、更優(yōu)選地大約5％至大約35％的量含有包含氟化的陽離子的離子液體?；诜撬袡C(jī)溶劑的總體積，可以優(yōu)選地以大約1體積％至大約25體積％、更優(yōu)選地大約5體積％至大約15體積％的量含有基于磷的溶劑。當(dāng)以該范圍內(nèi)的量使用這些組分時，電解質(zhì)具有提高的阻燃性，并且所得的電池具有提高的循環(huán)壽命特性和容量。

碳酸酯類溶劑可以包括鏈狀碳酸酯類溶劑和氟化的環(huán)狀碳酸酯類溶劑中的至少一種?；诜撬袡C(jī)溶劑的總體積，可以以大約20體積％至大約99體積％的量包含碳酸酯類溶劑。在一些實(shí)施例中，例如，可以以大約50體積％至大約80體積％的量包含碳酸酯類溶劑。鏈狀碳酸酯類溶劑的非限制性示例包括碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲乙酯(mec)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙丙酯(epc)和它們的組合。

鏈狀碳酸酯具有低粘度，并可以降低電池的內(nèi)阻，由此提高了高倍率和室溫循環(huán)壽命特性。

基于非水有機(jī)溶劑的總量，可以以大約0體積％至大約98體積％的量包含鏈狀碳酸酯類溶劑。在一些實(shí)施例中，可以以大約40體積％至大約75體積％的量包含鏈狀碳酸酯類溶劑。當(dāng)以該范圍內(nèi)的量包含鏈狀碳酸酯類溶劑時，電解質(zhì)可以具有提高的基底浸漬性能，并因此可具有提高的電池性能。

氟化的環(huán)狀碳酸酯類溶劑可以包括由下面的化學(xué)式15表示的化合物。

化學(xué)式15

在化學(xué)式15中，r25和r26中的每個獨(dú)立地選自于氫、鹵素、氰基(cn)、硝基(no2)和c1至c5氟代烷基，并且r25和r26中的至少一個是c1至c5氟代烷基或鹵素。根據(jù)一個實(shí)施例，在化學(xué)式15中，r25或r26為氫或ch2f。

由化學(xué)式15表示的合適的化合物的非限制性示例包括碳酸二氟代亞乙酯和碳酸氟代亞丙酯。

基于非水有機(jī)溶劑的總量，可以以大約1體積％至大約20體積％的量包含氟化的環(huán)狀碳酸酯類溶劑。在一些實(shí)施例中，例如，可以以大約5體積％至大約10體積％的量包含氟化的環(huán)狀碳酸酯類溶劑。當(dāng)以該范圍內(nèi)的量包含氟化的環(huán)狀碳酸酯類溶劑時，氟化的環(huán)狀碳酸酯類溶劑可以在負(fù)極和電解質(zhì)溶液之間形成最優(yōu)化的層，由此提高高溫下的電池性能和循環(huán)壽命。

鋰鹽溶于有機(jī)溶劑中，并供給電池中的鋰離子，由此實(shí)現(xiàn)可充電鋰電池的基本操作，并改善鋰離子在正極和負(fù)極之間的傳輸。鋰鹽的非限制性示例包括支持鹽，例如lipf6、libf4、lisbf6、liasf6、lin(so2c2f5)2、li(cf3so2)2n、lin(so3c2f5)2、licf3so3、lic4f9so3、lic6h5so3、liscn、liclo4、lialo2、lialcl4、lin(cxf2x+1so2)(cyf2y+1so2)(其中，x和y是自然數(shù))、licl、lii和lib(c2o4)2(二草酸硼酸鋰：libob)。

可以以大約0.1m至大約2.0m的濃度來使用鋰鹽。當(dāng)在上述濃度范圍內(nèi)包含鋰鹽時，電解質(zhì)可具有最佳的導(dǎo)電率和粘度，并因此可實(shí)現(xiàn)良好的性能和鋰離子遷移率。

根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，鋰離子電池包括用于鋰離子電池的該電解質(zhì)。鋰離子電池可以具有包括圓柱形、棱柱形或硬幣形電池的各種形狀和尺寸，并且根據(jù)其尺寸還可以是薄膜或相當(dāng)大的類型。與本發(fā)明有關(guān)的鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和制造方法是眾所周知的。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鋰離子電池的示意性剖視圖。鋰離子電池不限于在圖1中描繪的結(jié)構(gòu)，而是可以制造成各種形狀和類型，包括棱柱型、硬幣型、鈕扣型、層壓片型、扁平型、圓柱型等，但不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以基于期望的應(yīng)用適當(dāng)?shù)卦O(shè)計該電池。

參照圖1，可充電鋰電池1包括電池殼體5，電池殼體5容納有負(fù)極2、正極3以及位于正極3和負(fù)極2之間的分隔件4。電解質(zhì)注入在殼體5中，密封構(gòu)件6密封電池殼體5。

負(fù)極2和正極3可以通過在集流體上形成負(fù)極活性材料漿(包含負(fù)極活性材料)或正極活性材料漿(包含正極活性材料)來制造。

負(fù)極可以包括集流體和設(shè)置在集流體上的負(fù)極活性材料層。負(fù)極活性材料層包含負(fù)極活性材料。

負(fù)極活性材料可以包括可逆地嵌入/脫嵌鋰離子的材料、鋰金屬、鋰金屬合金、能夠摻雜和脫摻雜鋰的材料、能夠與鋰離子反應(yīng)以形成含鋰化合物的材料或者過渡金屬氧化物。鋰金屬合金的非限制性示例包括鋰與選自于na、k、rb、cs、fr、be、mg、ca、sr、si、sb、pb、in、zn、ba、ra、ge、al和sn的至少一種金屬的合金。

過渡金屬氧化物、能夠摻雜和脫摻雜鋰的材料以及能夠與鋰離子反應(yīng)以形成含鋰化合物的材料的非限制性示例包括氧化釩、氧化鋰釩、si、siox(其中，0<x<2)、si-y合金(其中，y是選自于堿金屬、堿土金屬、13族元素、14族元素、15族元素、16族元素、過渡元素、稀土元素和它們的組合的元素，但y不是si)、sn、sno2、sn-q合金(其中，q是選自于堿金屬、堿土金屬、13族元素、14族元素、15族元素、16族元素、過渡元素、稀土元素和它們的組合的元素，但是q不是sn)和它們的混合物。在一些實(shí)施例中，這些材料中的至少一種可以與sio2混合。元素y和q可以獨(dú)立地選自于mg、ca、sr、ba、ra、sc、y、ti、zr、hf、rf、v、nb、ta、db、cr、mo、w、sg、tc、re、bh、fe、pb、ru、os、hs、rh、ir、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、b、al、ga、sn、in、ge、p、as、sb、bi、s、se、te、po和它們的組合。

可逆地嵌入/脫嵌鋰離子的材料包括碳材料。碳材料可以是在鋰離子可充電電池中通常使用的任何基于碳的負(fù)極活性材料。碳材料的非限制性示例包括結(jié)晶碳、非晶碳和它們的混合物。結(jié)晶碳可以是無定形的或片形的、小片形的、球形的或纖維狀的天然石墨或人造石墨。非晶碳可以是軟碳、硬碳、中間相瀝青碳化物、煅燒焦等。

負(fù)極活性材料層可以包括粘合劑，并且可選地還包括導(dǎo)電材料。粘合劑提高負(fù)極活性材料顆粒彼此間的結(jié)合和負(fù)極活性材料與集流體的結(jié)合。粘合劑的非限制性示例包括聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、二乙酰基纖維素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亞乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1,1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡膠、丙烯酸(酯)化的丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、尼龍等。

包括導(dǎo)電材料，從而賦予電極導(dǎo)電性。該導(dǎo)電材料可以包括任何導(dǎo)電材料，只要它不引起化學(xué)變化。導(dǎo)電材料的非限制性示例包括基于碳的材料(例如，天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纖維等)、基于金屬的材料(例如，金屬粉、金屬纖維等，例如銅、鎳、鋁、銀等)、導(dǎo)電聚合物(例如，聚亞苯基衍生物)和它們的混合物。

集流體可以選自于銅箔、鎳箔、不銹鋼箔、鈦箔、泡沫鎳、泡沫銅、覆有導(dǎo)電金屬的聚合物基底和它們的組合。

正極包括集流體和設(shè)置在集流體上的正極活性材料層。正極活性材料包括可逆地嵌入和脫嵌鋰離子的至少一種鋰化插層化合物。正極活性材料可以包括復(fù)合氧化物，該復(fù)合氧化物含有鋰以及從鈷、錳和鎳中選擇的至少一種元素。合適的正極活性材料的非限制性示例包括由下面的式子表示的化合物。

liaa1-bxbd2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5)，

liae1-bxbo2-cdc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)，

liae2-bxbd4(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5)，

liae2-bxbo4-cdc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)，

liani1-b-ccobxcdα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α≤2)，

liani1-b-ccobxco2-αtα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)，

liani1-b-ccobxco2-αt2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)，

liani1-b-cmnbxcdα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α≤2)，

liani1-b-cmnbxco2-αtα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)，

liani1-b-cmnbxco2-αt2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)，

lianibecgdo2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0.001≤d≤0.1)，

lianibcocmndgeo2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，0.001≤e≤0.1)，

lianigbo2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)，

liacogbo2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)，

liamngbo2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)，

liamn2gbo4(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)，

qo2，

qs2，

liqs2，

v2o5，liv2o5，

liio2，

linivo4，

li(3-f)j2(po4)3(0≤f≤2)，

li(3-f)fe2(po4)3(0≤f≤2)，

lifepo4。

在上面的式子中，a選自于ni、co、mn和它們的組合。x選自于al、ni、co、mn、cr、fe、mg、sr、v、稀土元素和它們的組合。d選自于o、f、s、p和它們的組合。e選自于co、mn和它們的組合。t選自于f、s、p和它們的組合。g選自于al、cr、mn、fe、mg、la、ce、sr、v和它們的組合。q選自于ti、mo、mn和它們的組合。i選自于cr、v、fe、sc、y和它們的組合。j選自于由v、cr、mn、co、ni、cu和它們的組合組成的組。

正極活性材料可以在表面上具有涂層，或者可以與具有涂層的另一化合物混合。該涂層可以包括從涂覆元素的氧化物、涂覆元素的氫氧化物、涂覆元素的羥基氧化物、涂覆元素的碳酸氧鹽(oxycarbonate)和涂覆元素的羥基碳酸鹽(hydroxycarbonate)中選擇的至少一種涂覆元素化合物。用于涂層的化合物可以是非晶的或結(jié)晶的。在涂層中含有的涂覆元素可以包括mg、al、co、k、na、ca、si、ti、v、sn、ge、ga、b、as、zr或它們的混合物?？梢酝ㄟ^任何方法來施加涂層，只要該方法不對正極活性材料的性能產(chǎn)生不利影響即可。例如，該方法可以包括對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說眾所周知的任何涂覆方法，例如噴涂、浸漬等。

正極活性材料層還包括粘合劑，并且可選地還包括導(dǎo)電材料。粘合劑提高正極活性材料顆粒彼此間的結(jié)合，并且還提高正極活性材料與集流體的結(jié)合。粘合劑的非限制性示例包括聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、二乙?；w維素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亞乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1,1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡膠、丙烯酸(酯)化的丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、尼龍等。

包括導(dǎo)電材料，從而賦予電極導(dǎo)電性。該導(dǎo)電材料可以包括任何導(dǎo)電材料，只要它不引起化學(xué)變化。導(dǎo)電材料的非限制性示例包括基于碳的材料(例如，天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纖維等)、基于金屬的材料(例如，金屬粉、金屬纖維等，包括例如銅、鎳、鋁、銀等)、導(dǎo)電聚合物(例如，聚亞苯基衍生物)和它們的混合物。

集流體可以是鋁(al)，但不限于此。

負(fù)極和正極可以如下獲得：在溶劑中將活性材料、導(dǎo)電材料和粘合劑混合，以制備活性材料組合物，并將該活性材料組合物涂覆在集流體上。電極制造方法是眾所周知的。溶劑可以包括n-甲基吡咯烷酮等，但不限于此。

根據(jù)需要，鋰離子電池還可以包括位于負(fù)極和正極之間的分隔件。合適的分隔件材料的非限制性示例包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏1,1-二氟乙烯和它們的多層(例如，聚乙烯/聚丙烯雙層分隔件、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三層分隔件和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層分隔件)。

下面的示例僅是為了舉例說明的目的而給出的，并不限制本發(fā)明的范圍。

電解質(zhì)的制備

示例1

通過均勻地混合作為含有氟化的陽離子的離子液體的30體積％的n-甲基全氟丙基哌啶雙(三氟甲磺酰)亞胺(mppptfsi)、作為基于磷的溶劑的10體積％的磷酸三甲酯(tmp)和作為碳酸酯類溶劑的60體積％的碳酸二甲酯(dmc)來制備溶劑。然后，將lipf6以1.0m的濃度溶于溶劑中，從而制備出電解質(zhì)。

對比示例1

通過混合作為鏈狀碳酸酯類溶劑的70體積％的碳酸二甲酯和作為環(huán)狀碳酸酯類溶劑的30體積％的碳酸亞乙酯(ec)來制備溶劑。然后，將lipf6以1.0m的濃度溶于溶劑中，從而制備出電解質(zhì)。

阻燃性實(shí)驗(yàn)

根據(jù)ul94方法來檢查根據(jù)示例1和對比示例1的電解質(zhì)的阻燃性。結(jié)果提供在圖2和圖3中。

如圖2中所示，使用根據(jù)示例1的電解質(zhì)制備的4cm×1cm玻璃纖維根本沒有火焰。相比之下，圖3示出了使用根據(jù)對比示例1的電解質(zhì)溶液制備的4cm×1cm玻璃纖維容易起燃。

鋰離子電池單體的制造

以大約94:6的重量比將人造石墨負(fù)極活性材料與聚偏1,1-二氟乙烯(pvdf)粘合劑混合在n-甲基吡咯烷酮(nmp)中，由此制備負(fù)極活性材料漿。將負(fù)極活性材料漿涂覆在銅箔集流體上。將涂覆的集流體干燥并擠壓，從而制造出負(fù)極。

以96:2:2的重量比將licoo2正極活性材料、聚偏1,1-二氟乙烯粘合劑和碳黑(super-p)導(dǎo)電材料混合在n-甲基吡咯烷酮中，以制備正極活性材料漿。將該正極活性材料漿涂覆在鋁箔集流體上。將涂覆的集流體干燥并擠壓，從而制造出正極。

將負(fù)極和正極與聚乙烯分隔件螺旋卷繞，并擠壓。將所得的組件放置在硬幣型電池單體(2032單體；硬幣型全電池單體)殼體中。將根據(jù)示例1和對比示例1的各電解質(zhì)注入到殼體中，由此制造出具有根據(jù)示例1的電解質(zhì)的鋰離子電池單體和具有根據(jù)對比示例1的電解質(zhì)的鋰離子電池單體。

熱穩(wěn)定性評估：使其經(jīng)受高溫的實(shí)驗(yàn)

通過使其經(jīng)受高溫來測試包括根據(jù)示例1的電解質(zhì)的鋰離子電池單體和包括根據(jù)對比示例1的電解質(zhì)的鋰離子電池單體。結(jié)果提供在下面的表1中。通過使包括根據(jù)示例1的電解質(zhì)的鋰離子電池單體和包括根據(jù)對比示例1的電解質(zhì)的鋰離子電池單體在1c的全充電狀態(tài)下經(jīng)受60℃達(dá)7天來執(zhí)行該測試。

如這里所報告的，保持力值是單體在使其經(jīng)受7天之后的容量與在經(jīng)受之前的容量之比(報告為百分比)?；謴?fù)性值是在再充電之后的充電量與單體的初始充電量之比(報告為百分比)。

表1

參照表1，與包括根據(jù)對比示例1的電解質(zhì)溶液的鋰離子電池單體相比，包括根據(jù)示例1的電解質(zhì)溶液的鋰離子電池單體具有提高的保持力、恢復(fù)性和△ocv。

雖然已經(jīng)結(jié)合特定的示例性實(shí)施例描述了本公開，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解到，在不脫離如在權(quán)利要求書中描述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對描述的實(shí)施例做出各種修改和改變。