电解质及包括所述电解质的锂电池和二次电池制造技术

提供了电解质及包括所述电解质的锂电池和二次电池。所述电解质包括二氟磷酸锂(LiPO2F2)、基于磺内酰胺的化合物、和有机溶剂。所述电解质可降低锂电池的内阻增加率，且因而改善锂电池的高温稳定性。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2015年9月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0125609的优先权和权益，其全部内容通过参考引入本文中。
一个或多个示例性实施方案涉及电解质和包括所述电解质的锂电池。
技术介绍
随着在小型高技术设备例如数码相机、移动设备、膝上型电脑、和个人电脑的领域中的进步，在对作为能源的锂二次电池的需求方面已急剧增加。随着包括混合动力电动车(HEV)、插电式混合动力电动车(PHEV)、和电动车(EV)在内的电动车辆(xEV)的最近普及，对于具有高容量、高能量密度、和高功率产生的锂二次电池存在需求。为实现锂二次电池中的高容量、高能量密度、和良好的输出性能，锂二次电池的电极可形成为高密度的厚膜。然而，使用这样的高密度的厚膜作为电极可导致降低的电极的每单位体积的孔体积、提高的离子路径长度和因此提高的电阻。因而，也存在对于改善不足的离子传导率的需要。用于电动车辆或能量存储的锂二次电池很可能暴露于高温外部环境和由于瞬时(或接近瞬时)充电和放电引起的温度升高。暴露于这样的高温环境可降低电池寿命和存储能量的量。因此，为了可应用于电动车辆的领域，锂二次电池应具有在高温下的良好的稳定性和循环特性。
技术实现思路
示例性实施方案的一个或多个方面涉及电解质，所述电解质可减小在高温(例如60℃或更大)下的锂电池的内阻增加率并且可改善锂电池的高温(例如60℃或更大)稳定性。一个或多个示例性实施方案包括包含所述电解质的锂电池。实施方案的另外的方面将在以下描述中部分地阐明，并且部分地将从所述描述明晰，或者可通过所呈现的实施方案的实践而获知。根据一个或多个示例性实施方案，电解质包括二氟磷酸锂(LiPO2F2)、基于磺内酰胺的化合物、和有机溶剂。在一些实施方案中，所述基于磺内酰胺的化合物可为由式1表示的化合物：式1其中，在式1中，A1可为CH2、氧、或NH；A2可为取代或未取代的C1至C10亚烷基、或取代或未取代的C2至C10亚烯基；和R可为取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、或取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30碳环基团、取代或未取代的C1至C10烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C7至C20芳烷基、取代或未取代的C1至C10杂烷基、取代或未取代的C2至C30杂环基团、或取代或未取代的C1至C30杂芳基。根据一个或多个示例性实施方案，锂电池包括：正极；负极；以及设置在所述正极和负极之间的选自上述电解质和所述电解质的反应产物的至少一种。附图说明由结合附图考虑的实施方案的下列描述，这些和/或其它方面将变得明晰和更容易理解，在附图中：图1为说明根据示例性实施方案的锂电池的结构的示意图；和图2为说明评价在实施例1和对比例1-4中制造的圆形全单元电池在高温下存储之后的直流内阻(DC-IR)的结果的图。具体实施方式现在将对电解质和包括所述电解质的锂电池的实施方案进行更详细的介绍，其实例图解于附图中，其中相同的附图标记始终是指相同的元件。在这点上，本实施方案可具有不同的形式且不应解释为限于本文中阐明的描述。因此，下面仅通过参照附图描述示例性实施方案以解释本说明书的实施方案的方面。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关列举条目的一个或多个的任何和全部组合。表述例如“的至少一种(个)”当在要素列表之前或之后时，修饰整个要素列表且不修饰所述列表的单独要素。根据本公开内容的实施方案的方面，电解质包括二氟磷酸锂(LiPO2F2)、基于磺内酰胺的化合物、和有机溶剂。当锂电池在高温(例如60℃或更大)下存储时，在电解质中使用的作为添加剂的二氟磷酸锂(LiPO2F2)和基于磺内酰胺的化合物的组合可减小提供中等或高功率性能的锂电池的内阻增加率。如本文中使用的，术语“其组合”可指成分的化学组合、混合物、或层叠结构。二氟磷酸锂(LiPO2F2)通过吸附至正极上可抑制或减小正极中的电阻增加。基于磺内酰胺的化合物可在正极的表面上形成薄膜以抑制或减小由电解质与正极活性物质和负极活性物质之间接触造成的电解质的分解，并且因而，改善锂电池的高温稳定性，且因此，抑制或减小锂电池中的电阻增加。因此，LiPO2F2和基于磺内酰胺的化合物的组合在抑制或减小锂电池中的总内阻增加方面可具有协同效应。LiPO2F2和基于磺内酰胺的化合物的组合可导致快速容量稳定性和内阻(IR)下降，即使当连续(例如基本上连续)充电和放电发生时也是如此。因此，使用LiPO2F2和基于磺内酰胺的化合物的组合的锂电池可具有在电阻增加方面的抑制或减小，并且可具有热稳定特性、改善的高温特性、和改善的功率特性。在一些实施方案中，所述基于磺内酰胺的化合物可为由式1表示的化合物。式1在式1中，A1可为CH2、氧、或NH；A2可为取代或未取代的C1至C10亚烷基、或取代或未取代的C2至C10亚烯基；和R可为取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、或取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30碳环基团、取代或未取代的C1至C10烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C7至C20芳烷基、取代或未取代的C1至C10杂烷基、取代或未取代的C2至C30杂环基团、或取代或未取代的C1至C30杂芳基(例如C2至C30杂芳基)。例如，所述基于磺内酰胺的化合物可包括选自由式2至6表示的化合物的至少一种。式2式3式4式5式6在式2至6中，n可为1至4，且m可为1至10。例如，所述基于磺内酰胺的化合物可包括选自下列化合物的至少一种。二氟磷酸锂(LiPO2F2)的量可为约0.01重量％至约3重量％、例如约0.1重量％至约3重量％，基于电解质的总重量。当二氟磷酸锂(LiPO2F2)的量在这些范围内时，电解质中的二氟磷酸锂(LiPO2F2)通过吸附在正极上可抑制或减小正极中的电阻增加，并且因此，改善锂电池在高温下的寿命特性。基于磺内酰胺的化合物的量可为约0.01重量％至10重量％、例如约0.1重量％至约5重量％，基于电解质的总重量。当所述基于磺内酰胺的化合物的量在这些范围内时，电解质中的所述基于磺内酰胺的化合物可在锂电池的负极表面上形成稳定的薄膜，并且因而，改善锂电池在高温(例如60℃或更大)下的寿命特性和输出(功率产生)特性。用于电解质中的有机溶剂可充当锂电池的电化学反应中涉及的离子的迁移介质。有机溶剂可为非水有机溶剂，例如碳酸酯溶剂、酯溶剂、醚溶剂、酮溶剂、醇溶剂、非质子溶剂、或其组合。碳酸酯溶剂可为链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物、其氟代碳酸酯化合物、或其组合。链状碳酸酯化合物的非限制性实例包括碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、和其组合。环状碳酸酯化合物的非限制性实例包括碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)、和其组合。氟代碳酸酯化合物的非限制性实例包括碳酸氟代亚乙酯(FEC)、碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟亚乙酯、碳酸1本文档来自技高网...

【技术保护点】
电解质，其包括：二氟磷酸锂(LiPO2F2)；基于磺内酰胺的化合物；和有机溶剂。

【技术特征摘要】
2015.09.04 KR 10-2015-01256091.电解质，其包括：二氟磷酸锂(LiPO2F2)；基于磺内酰胺的化合物；和有机溶剂。2.权利要求1的电解质，其中所述基于磺内酰胺的化合物是由式1表示的化合物：式1其中，在式1中，A1为CH2、氧、或NH；A2为取代或未取代的C1至C10亚烷基、或取代或未取代的C2至C10亚烯基；和R为取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、或取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30碳环基团、取代或未取代的C1至C10烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C7至C20芳烷基、取代或未取代的C1至C10杂烷基、取代或未取代的C2至C30杂环基团、或取代或未取代的C1至C30杂芳基。3.权利要求1的电解质，其中所述基于磺内酰胺的化合物包括选自由式2至6表示的化合物的至少一种：式2式3式4式5式6其中，在式2...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔玄奉，孙美暎，李河林，申又澈，M哈萨诺夫，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR