用于鋰電池的電解質(zhì)和包括其的鋰電池的制作方法
【專利說明】用于裡電池的電解質(zhì)和包括其的裡電池
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用 W02] 本申請要求2014年8月25日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請 No. 10-2014-0111045的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，將其公開內(nèi)容通過參考全部引入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 一個或多個實例實施方式設(shè)及用于裡電池的電解質(zhì)和包括所述電解質(zhì)的裡電池。
【背景技術(shù)】
[0004] 在用于信息和通信的便攜式電子裝置（包括PDA、移動電話、和膝上型電腦）中、或 者在電動自行車或電動車中使用（利用）的裡二次電池具有為常規(guī)電池的放電電壓的至少 兩倍大的放電電壓。因此，裡二次電池可具有高的能量密度。 陽0化]裡二次電池包括各自包含能夠進行裡離子的嵌入和脫嵌的活性物質(zhì)的正極和負 極、W及填充在正極和負極之間的有機電解質(zhì)溶液或聚合物電解質(zhì)。運里，在正極和負極 中，在裡離子的嵌入/脫嵌期間，氧化和還原反應(yīng)發(fā)生，由此產(chǎn)生電能。
[0006] 隨著裡二次電池在電動車和能源存儲領(lǐng)域中擴大的使用（利用），用于在高電壓 下使用（利用）的電極活性物質(zhì)已變得可得到。相對低電勢的負極活性物質(zhì)和相對高電勢 的正極活性物質(zhì)的使用（利用）已導致電解質(zhì)的較窄的電勢窗口，使得電解質(zhì)變得更可能 在正極/負極的表面上分解。另外，用于電動車和能源存儲的裡二次電池可能暴露于外部 的高溫環(huán)境條件，且在瞬時充電和放電期間，運些裡二次電池的溫度可升高。因此，在運樣 的高溫環(huán)境條件中，裡二次電池的使用期限（壽命）和存儲能量的量可降低。
[0007] 因此，對于裡電池在電動車領(lǐng)域等中的應(yīng)用，裡電池在高電壓下的穩(wěn)定性和循環(huán) 特性是重要關(guān)切的事。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)一個或多個實例實施方式的方面設(shè)及用于裡電池的電解質(zhì)，所述電解質(zhì)幫助 改善裡電池在高電壓下的循環(huán)特性。
[0009] 根據(jù)一個或多個實例實施方式的方面設(shè)及包括所述電解質(zhì)的裡電池。
[0010] 額外的方面將部分地在隨后的描述中闡述，和部分地將從所述描述明晰，或者可 通過所提供的實施方式的實踐獲悉。
[0011] 根據(jù)一個或多個實例實施方式，用于裡電池的電解質(zhì)包括：非水有機溶劑；由式1 表示的第一化合物；和由式2表示的第二化合物： 柳1引 式1 [0013]
[0014]在式I中，
陽〇1引A為棚做或憐（P);
[0016] X為面素原子；
[0017] 在A為棚做的情況下，n等于1且m等于1;和
[001引在A為憐（巧的情況下，n等于1且m等于2,或者n等于2且m等于1。
[0019]式2
[0020] 陽02U 在式2中，
[0022]Ri-Rg可各自獨立地選自氨、気、面素原子、徑基（-0H)、氯基、硝基、氨基、脈基、 阱基、腺基、簇酸基團或其鹽、橫酸基團或其鹽、憐酸基團或其鹽、硫醇基團（-SH)、-C(= 〇)-H、取代或未取代的Ci-Ce。烷基、取代或未取代的C2-Ce。締基、取代或未取代的C2-Ce。烘 基、取代或未取代的C3-C1。環(huán)烷基、取代或未取代的C3-C1。雜環(huán)烷基、取代或未取代的C3-C1。 環(huán)締基、取代或未取代的C2-C1。雜環(huán)締基、取代或未取代的Ce-Ce。芳基、和取代或未取代的 Cz-Ceo雜芳基訊
[0023] n為0或1。
[0024] 根據(jù)一個或多個實例實施方式，裡電池包括所述電解質(zhì)。
【附圖說明】
[0025] 從結(jié)合附圖考慮的實例實施方式的W下描述，運些和/或其它方面將變得明晰和 更容易理解，其中：
[0026]圖1為說明根據(jù)實例實施方式的裡電池的結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖；
[0027] 圖2為保持力對循環(huán)次數(shù)的圖，其顯示根據(jù)實施例Ia-Id和對比例Ia-Ic制備的 裡電池的容量保持率； 陽02引圖3為保持力對循環(huán)次數(shù)的圖，其顯示根據(jù)實施例2和對比例2a-化制備的裡電 池的容量保持率；
[0029]圖4A和4B為強度對結(jié)合能的圖，其說明在初始充電和放電循環(huán)之后來自根據(jù)實 施例2和對比例2a-化制備的裡電池的正極的表面材料的X-射線光電子能譜狂P巧數(shù)據(jù)， 其中圖4A顯示在O Is峰處測量的數(shù)據(jù)且圖4B顯示在F Is峰處測量的數(shù)據(jù)；和
[0030] 圖5為保持力對循環(huán)次數(shù)的圖，其顯示根據(jù)實施例3a-3c和對比例3a-3b制備的 裡電池的容量保持率。
【具體實施方式】
[0031] 現(xiàn)在將對用于裡電池的電解質(zhì)和采用所述電解質(zhì)的裡電池的實例實施方式更詳 細地進行介紹，其實例說明于附圖中，其中相同的附圖標記始終指的是相同的要素。在運點 上，本實例實施方式可具有不同的形式且不應(yīng)被解釋為限于本文中闡述的描述。因此，下面 僅通過參考附圖描述所述實例實施方式，W說明本描述的方面。如本文中使用的，術(shù)語"和 /或"包括相關(guān)列舉項目的一個或多個的任何和全部組合。表述例如"的至少一種（個）" 當在要素列表之前或之后時，修飾整個要素列表且不修飾所述列表的單獨要素。此外，當描 述本發(fā)明的實施方式時"可"的使用指的是"本發(fā)明的一個或多個實施方式"。如本文中使 用的，術(shù)語"基本上"、"約"和類似的術(shù)語作為近似的術(shù)語使用且不作為程度的術(shù)語使用，并 意圖說明本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識到的在測量的或計算的值方面的內(nèi)在偏差。此外，本 文中列舉的任何數(shù)值范圍意圖包括在所列舉的范圍內(nèi)包含的相同數(shù)值精度的所有子范圍。 例如，"1. 0-10. 0"的范圍意圖包括在所列舉的最小值1. 0和所列舉的最大值10. 0之間（且 包括所列舉的最小值1. 0和所列舉的最大值10. 0)，即具有等于或大于1. 0的最小值和等 于或小于10. 0的最大值的所有子范圍，例如，2. 4-7. 6。本文中列舉的任何最大數(shù)值限定意 圖包括其中包含的所有較低的數(shù)值限定，且本說明書中列舉的任何最小數(shù)值限定意圖包括 其中包含的所有較高的數(shù)值限定。因此，申請人保留W下權(quán)利：修改本說明書（包括權(quán)利要 求），W明確地列舉包含在本文中明確地列舉的范圍內(nèi)的任何子范圍。所有運樣的范圍意圖 在本說明書中被固有地描述。
[0032] 根據(jù)一個實施方式，用于裡電池的電解質(zhì)包括：非水有機溶劑；由下式1表示的第 一化合物；和由下式2表示的第二化合物：
[0033]式1
[0034]
[0035] 在上式1中， 陽036] A可為棚做或憐（P)， 陽037]X可為面素原子， 陽03引在A為棚做的情況下，n可等于1且m可等于1，和 W39] 在A為憐（巧的情況下，n可等于1且m可等于2,或者n可等于2且m可等于1。
[0040]式2 [0041 ]
[0042] 在上式2中，
[0043]R1-R9可各自獨立地選自氨、気、面素、徑基（-0H)、氯基、硝基、氨基、脈基、阱基、腺 基、簇酸基團或其鹽、橫酸基團或其鹽、憐酸基團或其鹽、硫醇基團（-SH)、-C( = 0)-H、取代 或未取代的Ci-Ce。烷基、取代或未取代的C2-Ce。締基、取代或未取代的C2-Ce。烘基、取代或未 取代的C3-C1。環(huán)烷基、取代或未取代的C3-Ci。雜環(huán)烷基、取代或未取代的C3-Ci。環(huán)締基、取代 或未取代的Cz-CiD雜環(huán)締基、取代或未取代的Ce-Ce。芳基、和取代或未取代的C2-Ce。雜芳基， 和
[0044] n為0或1。 W45] 裡電池例如裡二次電池可在充電和放電循環(huán)期間惡化和導致電解質(zhì)在正極和/ 或負極的表面上的分解。在充電期間在正極的表面上發(fā)生的電解質(zhì)分解可包括兩種類型的 反應(yīng)：一種是非水有機溶劑的分解，且另一種是作為溶質(zhì)的裡鹽的分解。運些分解反應(yīng)可不 僅導致電解質(zhì)組成的變化，而且導致充電和放電效率的降低。而且，在運里獲得的分解產(chǎn)物 可在正極和/或負極的表面上形成惰性膜，并抑制電池的充電和放電反應(yīng)。在運點上，其循 環(huán)特性可劣化。
[0046] 在使用（利用）所述第一化合物和所述第二化合物的組合作為電解質(zhì)添加劑的情 況中，所述第一化合物可通過氧化形成堅固的具有草酸鹽結(jié)構(gòu)的基于LiX的保護膜。在運 點上，在至少4. 4V的高電壓下，所述第一化合物可實現(xiàn)電池的穩(wěn)定的性能，其好到足W減 少或防止溶劑被氧化/分解和金屬離子被洗脫。另外，所述第二化合物可在活性物質(zhì)上形 成堅固的配位（例如，配位型）膜W呈現(xiàn)同時形成更堅固的膜的效果。因而，正極膜的形成 可抑制在電解質(zhì)分解時電池的惡化。另外，所述第二化合物還可抑制裡鹽的分解，且因此， 可同時減少副作用和抑制氣體產(chǎn)生，由此幫助改善電池的穩(wěn)定性。
[0047] 本文中使用的取代基的定義將描述如下。
[0048] 本文中使用的術(shù)語"烷基"基團指的是得自完全飽和的、支化或未支化的（或者直 鏈或線型的）控的基團。
[0049] 所述"烷基"基團的非限制性實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正下基、異 下基、仲下基、叔下基、正戊基、新戊基、異戊基、正己基、3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、 2, 3-二甲基戊基、和正庚基。
[0050] 所述"烷基"基團的至少一個氨原子可被如下替代：面素原子、被面素原子取代的 Ci-Czo烷基（例如，CFs'CHFz'C&F、和CCI3)、Ci-Czo烷氧基、(VCzo烷氧基烷基、徑基、硝基、 氯基、氨基、脈基、阱基、腺基、簇基或其鹽、橫酷基、氨橫酷基、橫酸基團或其鹽、憐酸基團或 其鹽、烷基、C2-〔2。締基、C廠〔2。烘基、C1-〔2。雜烷基、C6-〔2。芳基、C7-C2。芳烷基、C(；-〔2〇 雜芳基、Cg-Czo雜芳氧基、C日-〔2。雜芳氧基烷基、和/或C日-〔2。雜芳烷基。
[0051] 本文中使用的術(shù)語"面素原子"指的是氣、漠、氯、和/或艦。
[0052] 本文中使用的術(shù)語"被面素原子取代的Ci-Cw烷基"指的是被至少一個面素基團取 代的Ci-Cw烷基；且其非限制性實例包括單面代烷基、二面代烷基、和多面代烷基，包括全 面代烷基。
[0053] 所述單面代烷基可指的是包括一個艦、漠、氯或氣原子的烷基。所述二面代烷基和 所述多面代烷