本发明专利技术涉及一种用于高电压锂二次电池的电解液及包含其的高电压锂二次电池，更详细地，涉及一种降低电池厚度增加率，同时还具有优异的高温存储特性，并且在低温下的放电特性也优异的用于高电压锂二次电池的电解液及包含其的高电压锂二次电池，所述用于高电压锂二次电池的电解液及包含其的高电压锂二次电池，由于电解液在高电压下高温放置时，不会被氧化/分解，因此能够抑制气体的产生，从而防止电池的膨胀。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于高电压锂二次电池的电解液及包含其的高电压锂二次电池， 更详细地，涉及一种降低电池厚度增加率，同时还具有优异的高温存储特性，并且在低温下 的放电特性也优异的用于高电压锂二次电池的电解液及包含该电解液的高电压锂二次电 池，所述用于高电压锂二次电池的电解液及包含其的高电压锂二次电池，由于电解液在高 电压下高温放置时，不会被氧化/分解，因此能够抑制气体的产生，从而防止电池的膨胀。
技术介绍
近来，随着移动电子设备的广泛普及，并伴随着这些移动电子设备的迅速小型化、 轻量化及薄型化，使得对于作为其电源的电池，也强烈要求开发出一种即小型又轻量，而且 能够长时间充放电且高倍率特性（highratecapability)优异的二次电池。 目前使用的二次电池中，1990年代初开发的锂二次电池因与使用水溶液电解液的 NiMH、NiCd及硫酸铅电池等传统电池相比具有运行电压高，能量密度明显大的优点而倍受 青睐。然而，这些锂二次电池由于使用非水性电解液而存在火灾及爆炸等的安全问题，并且 这些问题随着电池的容量密度的增加变得更加严重。 非水性电解液二次电池最大的问题在于，在连续充电时会发生电池的安全性降 低。会对此产生影响的原因之一为正极结构崩塌而导致的发热。其作用原理如下。即，非 水性电解液电池的正极活性物质由锂及/或可以吸收及释放锂离子的含锂金属氧化物等 组成，随着在过充电时锂的大量脱离，这类正极活性物质变成在热方面不稳定的结构。在这 种过充电状态下，因外部的物理冲击，例如，因高温暴露等使得电池温度达到临界温度时， 将会从不稳定的正极活性物质结构中释放出氧气，而释放出来的氧气会与电解液溶剂等发 生发热分解反应。尤其是从正极释放出的氧气会进一步加快电解液的燃烧，因此这样的连 锁性发热反应会导致热失控引起的电池起火或破裂现象。 为了控制如上所述的因电池内部的温度上升而引起的起火及爆炸，正在利用在电 解液中添加作为氧化还原穿梭（redoxshuttle)添加剂的芳香族化合物的方法。例如，日 本专利JP2002260725公开了一种使用如联苯（biphenyl)等芳香族化合物而能够防止过充 电电流及由此引起的热失控现象的非水类锂离子电池。此外，美国专利5, 879, 834中也记 载了一种通过添加少量的联苯、3-氯噻吩（3chlorothiophene)等芳香族化合物来使得在 非正常的过电压状态下以电化学聚合而增加内电阻，从而用于提高电池安全性的方法。 然而，在使用如联苯等添加物的情况下，存在以下问题。在常规的运行电压下，局 部产生相对较高的电压时，在充放电过程中会逐渐被分解，或者电池在高温下长时间放电 时，联苯等的量会逐渐减少，直到充放电300次之后不能保障安全性及存储特性。 另外，为了电池的小型大容量化，作为提高电充电量的方案，正在对高电压电池 (4. 4V系统）持续进行研究及开发。在同样的电池系统中，提高充电电压后充电量通常会增 加。然而，会发生电解液分解、锂吸收空间的不足、电极电位的上升而引起的危险等安全性 问题。因此，为了制备以高电压来运行的电池，会对整体条件进行系统性管理，以使得正极 活性物质和负极活性物质的标准还原电位差易于大大维持，并使电解液在该电压下不会分 解。 考虑到高电压电池的这些问题，可以很容易地知道，在使用普通锂离子电池中使 用的联苯（BP)或环己基苯（CHB)等现有的防过充电剂的情况下，即使在正常的充放电过程 中也会大量形成这些防充电剂的分解，因此在温度稍高的环境下也会使电池的特性急剧下 降，从而会发生电池寿命变短的问题。并且，还存在以下问题。在将常用的非水性碳酸酯类 溶剂作为电解液使用时，如果以大于常规充电电位4. 2V的电压进行充电，由于氧化力的增 加，随着充放电循环的进行会使电解液发生分解反应，从而使寿命特性急剧恶化。 因此，一直需要开发出一种用于提高安全性及高温存储时的容量，并且不会降低 高电压电池（4. 4V系统）寿命特性的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题 本专利技术是为了解决现有的问题而提出的，本专利技术提供一种用于高电压锂二电池的 电解液及包含其的高电压锂二电池，所述用于高电压锂二电池的电解液及包含其的高电压 锂二电池良好地维持高倍率充放电特性、寿命特性等基本性能，并且能够显著改善在高电 压状态下电解液被氧化/分解而发生的电池膨胀（swelling)现象，从而具有优异的高温存 储特性，同时在低温下的放电特性也优异。 解决技术问题的技术手段 为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于高电压锂二次电池的电解液，所述 用于高电压锂二次电池的电解液包含：锂盐；非水性有机溶剂；以及下述化学式1所示的 2, 2-二取代丙二腈化合物： 所述化学式1中，&及R2分别独立地为C1-C5烷基。 根据本专利技术一实施例的用于高电压锂二次电池的电解液中，所述2, 2-二取代丙 二腈化合物可以为下述结构的2, 2-二甲基丙二腈（2, 2-dimethylmalononitrile): 根据本专利技术一实施例的用于高电压锂二次电池的电解液中，以所述电解液总重量 计，可以包含1至20重量％的所述2, 2-二取代丙二腈化合物。 根据本专利技术一实施例的用于高电压锂二次电池的电解液中，所述电解液可以进一 步包含选自草酸硼酸酯类化合物（oxalatoborate)、被氟取代的碳酸酯类化合物、亚乙烯基 碳酸酯类化合物及含有亚砜基（sulfinyl)的化合物中的一种或两种以上的添加剂。 根据本专利技术一实施例的用于高电压锂二次电池的电解液中，所述电解液可以进 一步包含选自二氟草酸硼酸锂（LiFOB)、双草酸硼酸锂（LiB(C204)2,LiBOB)、氟代碳酸乙 稀酯（FEC)、碳酸亚乙稀酯（VC)、碳酸乙稀亚乙酯（VEC)、二乙稀砜（divinylsulfone)、 亚硫酸乙稀酯（ethylenesulfite)、亚硫酸丙稀酯（propylenesulfite)、己二稀磺酸 酯（diallylsulfonate)、乙烧磺内酯、丙烷磺内酯（propanesultone，PS)、丁烧磺内酯 (butanesultone)、乙稀磺内酯、丁稀磺内酯及丙稀磺内酯（propenesultone，PRS)的添加 剂。 根据本专利技术一实施例的用于高电压锂二次电池的电解液中，以电解液总重量计， 可以包含〇. 1 %至3重量％的所述添加剂。 根据本专利技术一实施例的用于高电压锂二次电池的电解液中，所述非水性有机溶剂 可以选自环状碳酸酯类溶剂、线型碳酸酯类溶剂及它们的混合溶剂，所述环状碳酸酯可以 选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯 酯及它们的混合物，所述线型碳酸酯可以选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸 甲乙酯、碳酸甲丙酯、异丙基碳酸甲酯、碳酸乙丙酯及它们的混合物。 根据本专利技术一实施例的用于高电压锂二次电池的电解液中，所述非水性有机溶剂 中的线型碳酸酯溶剂：环状碳酸酯溶剂的混合体积比可以为9:1至5:5。 根据本专利技术一实施例的用于高电压锂二次电池的电解液中，所述锂盐可以选自 LiPF6、LiBF4、LiC104、LiSbF6、LiAsF6、LiN(S02C2F本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于锂二次电池的电解液，其特征在于，所述电解液包含：锂盐；非水性有机溶剂；以及下述化学式1所示的2,2‑二取代丙二腈化合物：[化学式1]所述化学式1中，R1及R2分别独立地为C1‑C5烷基。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴承娟，金准熙，林钟浩，金镇诚，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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