公开了一种包含以下物质的非水性电解质：丙烯酸酯化合物；含亚硫酰基基团的化合物；有机溶剂；和电解质盐。此外，还公开了一种表面上部分或全部形成有涂覆层的电极，该涂覆层包括：（ｉ）还原形式的丙烯酸酯化合物；以及（ｉｉ）还原形式的含亚硫酰基基团的化合物。此外，还公开了一种包含阴极、阳极和非水性电解质的电化学装置，其中（ｉ）非水性电解质为上述非水性电解质；并且／或者（ｉｉ）阴极和／或阳极为上述电极。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非水性电解质、电极和包含它们的电化学装置。更具体而言，本专利技术涉及含有能改善电化学装置的寿命和热稳定性的化合物的非水性电解质，以及含所述电解质的电化学装置。另外，本专利技术还涉及含有还原形式的能改善电化学装置的寿命和热稳定性的化合物的电极，以及含所述电极的电化学装置。
技术介绍
近来，人们越来越关注能量存储技术。随着电池已被广泛地用作移动电话、摄像机、笔记本电脑、PC和电动力车的能量来源，已对电化学装置进行了深入的研究开发。在这点上，电化学装置成为广泛关注的对象。特别是，可再充电二次电池的开发已成为关注的焦点。最近，已研究开发了具有新设计的电极和电池以改善其容量密度和比能。 在目前所用的二次电池中，于20世纪90年代早期开发的锂二次电池，具有比使用水性电解质的常规电池(如Ni-MH电池、Ni-Cd电池和H2SO4-Pb电池)更高的驱动电压和能量密度，因此在二次电池领域中得到关注。然而，锂二次电池具有的一个问题在于，其在重复充电/放电循环过程中发生品质的退化。随着电池容量密度的增加所述问题变得更严重。 因此，一直需要开发一种改善二次电池寿命的方法。 日本公开专利No.2002-158034公开了一种用作电解质添加剂的丙烯酸化合物，该丙烯酸化合物能抑制锂二次电池中气体的生成以及阳极的劣化。此外，日本公开专利No.2003-168479公开了将具有至少三个丙烯酰基基团的丙烯酸化合物用作锂二次电池中的电解质添加剂，通过还原在阳极处形成固体电解质界面(SEI)层，并且所述SEI层抑制阳极处电解质的分解以改善电池的寿命特性。
技术实现思路
技术问题 因此，鉴于上述问题已作出了本专利技术。一般而言，当将具有可聚合双键的丙烯酸酯化合物用作电化学装置如锂二次电池中电解质的添加剂时，其可先于主溶剂如碳酸亚乙酯在电池阳极处被还原，从而形成具有优良品质的固体电解质界面(SEI)层。在这点上，本专利技术的专利技术人已发现，当将含亚硫酰基基团的化合物与丙烯酸酯化合物结合使用时，丙烯酸酯化合物所提供的前述效果可被最大化。 因此，本专利技术的一个目的为提供一种包含丙烯酸酯化合物以及含亚硫酰基基团的化合物的非水性电解质，以及一种包含上述非水性电解质的电化学装置。 技术方案 为达到上述目的，提供了一种包含以下物质的非水性电解质丙烯酸酯化合物；含亚硫酰基基团的化合物；有机溶剂；和电解质盐。 同样，还提供了一种其表面上部分或全部形成有涂覆层的电极，该涂覆层包括(i)还原形式的丙烯酸酯化合物；以及(ii)还原形式的含亚硫酰基基团的化合物。 此外，还提供了一种包含阴极、阳极和非水性电解质的电化学装置，其中(i)非水性电解质为本专利技术的上述非水性电解质；并且/或者(ii)阴极和/或阳极为本专利技术的上述电极。 具体实施例方式 本专利技术的非水性电解质的特征在于，其包括丙烯酸酯化合物以及含亚硫酰基基团的化合物。已知，当将具有可聚合双键的丙烯酸酯化合物用作电化学装置中电解质的添加剂时，该丙烯酸酯化合物先于碳酸酯类主溶剂在阳极处被还原，从而形成具有优良品质的固体电解质界面(SEI)层。当将含亚硫酰基基团的化合物与丙烯酸酯化合物结合使用时，丙烯酸酯化合物所提供的所述效果可被最大化。 当该丙烯酸酯化合物被还原时，其形成相对厚且密的SEI层，而含亚硫酰基基团的化合物形成相对薄且多孔的SEI层。由于所述密度的不同，当上述化合物相结合用作本专利技术电解质的添加剂时，第一SEI层由一种组分形成，然后第二SEI层由另一种组分于第一SEI层的较薄或多孔部分上或者于无SEI层的阳极表面的部分上形成。结果是可在阳极表面上形成牢固的SEI层。因此，可通过使用包含丙烯酸酯化合物以及含亚硫酰基基团的化合物的非水性电解质来制造电化学装置从而改善电化学装置的品质。 在本专利技术的非水性电解质中，丙烯酸酯化合物包括一种分子中具有一个或多个丙烯酰基基团的化合物。所述丙烯酸酯化合物的非限制性实例包括但不限于四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量50～20000)、双酚A乙氧基化二丙烯酸酯(分子量100～10000)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三异氰脲酸酯等。上述丙烯酸酯化合物可单独或结合使用。 丙烯酸酯化合物以占非水性电解质0.05～10重量％的量使用。当丙烯酸酯化合物以小于0.05重量％的量使用时，尽管使用丙烯酸酯化合物却无法改善电化学装置的寿命。当丙烯酸酯化合物以大于10重量％的量使用时，不可逆容量增加，导致使用该化合物的电化学装置的品质劣化。 在本专利技术的非水性电解质中，所述含亚硫酰基基团的化合物的非限制性实例包括亚硫酸酯、磺酸酯和磺酸内酯，并且上述化合物可单独或结合使用。 亚硫酸酯化合物可由下式1表示 其中R1和R2各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物，并且R1和R2可彼此接合。 亚硫酸酯的具体实例包括但不限于亚硫酸亚乙酯、甲基亚硫酸亚乙酯、乙基亚硫酸亚乙酯、4，5-二甲基亚硫酸亚乙酯、4，5-二乙基亚硫酸亚乙酯、亚硫酸亚丙酯、4，5-二甲基亚硫酸亚丙酯、4，5-二乙基亚硫酸亚丙酯、4，6-二甲基亚硫酸亚丙酯、4，6-二乙基亚硫酸亚丙酯、1，3-丁二醇亚硫酸酯等。上述亚硫酸酯化合物可单独或结合使用。 磺酸酯化合物可由下式2表示 其中R3和R4各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物。 磺酸酯的具体实例包括但不限于甲磺酸甲酯、甲磺酸乙酯、乙磺酸甲酯、甲磺酸丙酯、丙磺酸甲酯、丙磺酸乙酯、甲磺酸乙烯酯、甲磺酸丙烯酯、苯磺酸乙烯酯、丙烯磺酸丙烯酯、氰基乙磺酸丙烯酯等。上述磺酸酯化合物可单独或结合使用。 磺酸内酯化合物可由下式3和/或式4表示 其中R5-R10各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物；并且n为一个1-3的整数。 其中R11-R14各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物；并且n为一个1-3的整数。 由式3和4所表示的磺酸内酯的具体实例包括但不限于1，3-丙烷磺酸内酯、1，4-丁烷磺酸内酯、1，3-丙烯磺酸内酯、1，4-丁烯磺酸内酯、1-甲基-1，3-丙烯磺酸内酯及它们的衍生物。上述磺酸内酯化合物可单独或结合使用。 含亚硫酰基基团的化合物优选以占非水性电解质0.1～5重量％的量使用。当含亚硫酰基基团的化合物以小于0.1重量％的量使用时，无法获得电化学装置寿命的足够改善。当含亚硫酰基基团的化合物以大于5重量％的量使用时，其造成不良的气体生成现象以及阻抗增加。 该非水性电解质包含有机溶剂。对有机溶剂没有具体限定，只要该溶剂为目前用于非水性电解质的即可。溶剂的具体实例包括环状碳酸酯、线性碳酸酯、内酯、醚、酯、乙腈、内本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非水性电解质，包含：丙烯酸酯化合物；含亚硫酰基基团的化合物；有机溶剂；和电解质盐。
【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：曹正柱，李镐春，尹琇珍，朴秀珉，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。