专利名称：锂电池电解质和包含此种电解质的锂电池的制作方法
相关申请的互相参考本申请要求2003年4月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2003-26846的优先权，在此引入其公开作为参考。
背景技术：
发明领域本发明涉及非水电解质和包含此种电解质的锂电池(lithium battery)，更具体地说，涉及能改善电化学性能和过充电(overcharge)特性的锂电池非水电解质。
相关技术描述由于便携式电子设备向更紧凑和更轻的最新趋势发展，因此逐渐需要开发高性能和大容量的电池为这类便携式电子设备提供动力。平均放电电位为3.7V的锂二次电池(即基本上具有4V平均放电电位的电池)被认为是数字时代的必需元件，因为它对于便携式数字设备如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机(即“3C”设备)来说是必不可少的能源。
对电池的有效安全特性如防止过充电的能力进行了广泛研究，当电池被过充电时，过量锂离子沉积在正极，并且过量锂离子还嵌入到负极，这导致正极和负极变得热力学不稳定。可能会由于电解有机溶剂的分解而发生突发爆炸(eruptive explosion)，并且发生的热逸出(thermal runaway)引起对电池极度的安全忧虑。
为解决上述问题，有人建议向电解质中加入芳香族化合物如氧化-还原添加剂(“氧化还原梭(redox shuttle)”)。例如，美国专利5,709,968公开了一种非水锂离子二次电池，通过使用苯化合物如2，4-二氟代苯甲醚防止过充电电流产生的热逸出。美国专利5,879,834公开了通过使用少量能在异常过充电条件下电化学聚合以提高电池内电阻的芳香族化合物如联苯、3-氯噻吩、呋喃等来提高电池安全性。这种氧化还原梭添加剂由于氧化还原反应产生热而及早提高了电池内部的温度，并通过隔膜(separator)快速而均匀的熔化来闭合隔膜孔以阻止过充电反应。这些氧化还原梭添加剂的聚合反应消耗了过充电电流，提高了电池安全性。
但是，这些氧化还原梭添加剂的聚合反应不能完全消除过充电电流。另外，该添加剂的分解可能导致在电池内部产生气体，电池因此而溶胀(swell)。因此，当使用氧化还原梭添加剂时，电池安全性的提高是有限的。另外，一些氧化还原梭添加剂对电化学性能如高温或循环寿命特性有不利影响。
但是，上述防止过充电的添加剂不足以满足因消费者的高容量需求而产生的高标准安全性要求。因此，急切需要开发防止过充电并能确保高容量电池安全性的添加剂。
发明概述为解决上述问题，本发明的一个方面是提供具有改进的安全性和电化学性能的锂电池用电解质。
本发明的另一个方面是提供具有改进的安全性和电化学性能的锂电池。
为实现本发明的这些方面，本发明提供锂电池电解质，其包括有机溶剂、锂盐和由下式(1)-(5)代表的添加剂化合物及其混合物 其中R1和R2独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组(如果R1和R2中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃)，并且m和n为0-3的整数，优选为1-2(m和n不能同时为0)； 其中R3和R4独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，并且m和n为0-3的整数，优选为0-1；
其中R5和R6独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组(如果R5和R6中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃)； 其中R7和R8独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组(如果R7和R8中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃)，并且m和n为0-3的整数，优选为1-2； 其中R9和R10独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组(如果R9和R10中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃)，并且m为0-3的整数，优选为1-2；和 其中R11至R16独立选自由氢、卤素、烷基、烷氧基、羟基和羧基组成的组。
本发明还提供包这种电解质的锂电池。
本发明另外的方面和/或优点部分将在下面的说明书中阐明，部分则可从说明书中明显看出，或通过本发明的实施来获悉。
附图简述本发明的这些和/或其它方面将在下面结合附图的实施方案的描述中变得显而易见，并且更易于理解，其中
图1为棱柱形锂二次电池的截面图；图2A-2C分别为本发明实施例1和6以及对比例1的电解质的循环伏安法测量结果示意图；和图3A-3G分别为根据本发明实施例1-6以及对比例1的电池在过充电时的电流、电压和电池温度示意图。
优选实施方案详述现在将详细说明其实例示于附图的本发明的实施方案，其中相同的引用数字总是代表相同的元件。下面通过参考附图来描述实施方案以解释本发明。应认识到，只要不脱离本发明，本发明能在多个方面加以变更。因此，附图和说明书应本质上只是描述，而不在任何方面限制。
图1中示出了普通的非水Li离子电池的截面图。通过将包括正极2、负极4和正极与负极间的隔膜6的电极组件8嵌入到电池箱10来制造Li离子电池1。将电解质26注入到电池箱10中并渗透到隔膜6内。用盖板12和密封垫14密封箱10的顶部。盖板12具有安全排气口16以释放压力。正极接头18和负极接头20分别连在正极2和负极4上。绝缘体22和24安装在电极组件8的底部和侧部以防止电池中的短路。
在锂电池中，因为由电池不正确操作或故障造成的过充电、或因电池设计缺陷导致的短路事故能突然提高电池温度，因而发生热逸出。过充电时，过量的锂离子从正极释放出并在负极表面沉积，使得正极和负极不稳定。结果，放热反应如电解质热解、电极和锂之间的反应、电解质在正极的氧化反应、电解质和正极活性材料热解产生的氧气之间的反应等迅速提高了电池内部的温度而导致热逸出，并因此引燃和冒烟。
本发明的电解质通过使用选自由下式(1)-(5)代表的化合物组成的组中的添加剂化合物及其混合物而提高了锂电池在过充电时的安全性 其中R1和R2独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组(如果R1和R2中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃)，并且m和n为0-3的整数，优选为1-2(m和n不能同时为0)； 其中R3和R4独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，并且m和n为0-3的整数，优选为0-1； 其中R5和R6独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组(如果R5和R6中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃)； 其中R7和R8独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组(如果R7和R8中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃)，并且m和n为0-3的整数，优选为1-2；和 其中R9和R10独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组(如果R9和R10中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃)，并且m为0-3的整数，优选为1-2；和 其中R11至R16独立选自由氢、卤素、烷基、烷氧基、羟基和羧基组成的组。
在本说明书中，烷基和烷氧基优选具有1-3个碳，更优选具有1-2个碳。
式(1)-(5)代表的化合物在超过4.5V时引发聚合作用，并在电极表面形成涂层以降低正极和负极间的内电阻。通过式(1)-(5)的化合物的聚合作用形成的涂层可消耗过充电电流，并因此通过氧化还原反应提高了电池的安全性。
式(1)-(5)代表的典型化合物优选包括二苄基亚砜、4，4-二羧基二苯砜、双苯基磺酰甲烷、二苯砜(phenyl sulfone)、双(4-氟代苯基)砜、4-氯苯基苯基砜(4-chlorophenyl phenyl sulfone)、甲基苯基砜(methyl phenylsulfone)、乙基苯基砜(ethyl phenyl sulfone)、苯甲酸苄酯等。
加入基于电解质总量0.1-50wt％量的化合物添加剂，优选1-10wt％，更优选0.1-5wt％。当使用小于0.1wt％量的化合物时，不能充分实现添加效果，当使用超过50wt％量的化合物时，电池的循环寿命性能降低。
将所述的化合物添加剂加入到包含锂盐的非水有机溶剂中。锂盐在电池中充当锂离子供应源，实现锂电池的基本操作。非水有机溶剂扮演使能参与电化学反应的离子迁移的介质角色。
所述的锂盐优选为选自由LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiSbF6、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(其中x和y为自然数)、LiCl和LiI组成的组中的至少一种。
锂盐浓度优选在0.6-2.0M范围内，更优选在0.7-1.6M内。如果锂盐浓度小于0.6M，则电解质性能因其离子电导性而变差。如果锂盐浓度大于2.0M，则锂离子迁移率由于电解质粘度增加而降低。
非水有机溶剂可包括碳酸酯、酯、醚或酮。碳酸酯的例子包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸甲异丙酯、碳酸乙丁酯(EBC)、碳酸二异丙酯(DIC)、碳酸二丁酯(DBC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)等。酯的例子可包括γ-丁内酯(γ-BL)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯和其它合适的酯。醚的例子可包括二丁醚、二甲醚、四氢呋喃和其它合适的醚。酮的例子可包括聚甲基乙烯基酮和其它合适的酮。但是，非水有机溶剂不限制为上面的溶剂。
优选使用直链碳酸酯和环状碳酸酯的混合物。优选将环状碳酸酯和直链碳酸酯以环状碳酸酯与直链碳酸酯体积比在约1∶1到约1∶9的范围内一起混合。当以上面的体积比混合环状碳酸酯和直链碳酸酯并使用混合物作为电解质时，可增强电解质性能。
另外，本发明的电解质还可包括碳酸酯溶剂与式(7)的芳香烃溶剂的混合物 其中R17为卤素或C1到大约C10的烷基，k为0到大约6的整数。
芳香烃溶剂的例子包括苯、氯苯、硝基苯、氟代苯、甲苯、氟代甲苯、三氟甲苯、二甲苯或其它合适的芳香类溶剂。优选将碳酸酯溶剂和芳香烃溶剂以碳酸酯溶剂与芳香烃溶剂体积比在约1∶1到约30∶1的范围内一起混合。当以上述体积比使碳酸酯溶剂和芳香烃溶剂彼此混合并使用混合物作为电解质时，可增强电解质性能。
通常通过向能溶解锂盐的有机溶剂中加入化合物添加剂来制备本发明的电解质。化合物添加剂和锂盐加入到有机溶剂的顺序并不重要。
本发明提供包含这种电解质的锂电池。本发明的锂电池使用能可逆地嵌入/脱出锂离子的材料(锂氧(lithiated)嵌入化合物)作为正极活性材料。能可逆地嵌入/脱出锂离子的材料的例子为含锂的金属氧化物或含锂的钙基(calcogenide)化合物如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4和LiNi1-x-yCoxMyO2(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1，M为金属如Al、Sr、Mg或La等)。
本发明的锂电池使用金属锂、含锂合金、能可逆地嵌入/脱出锂离子的碳质材料或能可逆地形成含锂化合物的材料作为负极活性材料。能可逆地嵌入/脱出锂离子的碳质材料的例子为结晶或无定形碳或碳复合材料。
按照以下过程制备锂电池将化合物添加剂加入到含锂盐的有机溶液中制备电解质组合物；将隔膜和具有网状结构的绝缘树脂插入到通过常规工艺制造的负极和正极之间，并缠绕或层叠整个部分制造电极组件；然后，将电极组件嵌入到电池箱中，然后密封。隔膜为聚乙烯或聚丙烯单层隔膜、聚乙烯/聚丙烯双层隔膜、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三层隔膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔膜。按照上面过程制备的锂电池的截面结构示于图1。
可将本发明的电解质用于所有类型的锂电池，包括锂一次电池和锂二次电池。
与传统非水电解质相比，这种锂电池可提供改进的安全性能如重要的过充电性能。
以下实施例进一步详细描述了本发明，但不应被认为是限制其范围。
实施例1将LiPF6加入到包含体积比为30∶55∶5∶10的碳酸亚乙酯/碳酸乙甲酯/碳酸亚丙酯/氟代苯(EC/EMC/PC/FB)的非水有机溶剂中，形成1.3M的LiPF6溶液。将0.25g二苄基亚砜加入到5g得到的混合溶液中制备电解质。
将作为正极活性材料的平均粒径为10μm的LiCoO2、作为导电剂的SUPER P(乙炔黑)和作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)以94∶3∶3的重量比在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中混合，制备正极浆液。将浆液涂敷到铝箔上，干燥，并用辊式压制机挤压，这样就制造出宽度为4.9cm、厚度为147μm的正极。将作为负极活性材料的中碳纤维(mesocarbon fiber)(PETOCA公司的MCF)、草酸和作为粘合剂的PVdF以89.8∶0.2∶10的重量比混合，制备负极浆液。将浆液涂敷到铜箔上，干燥，并用辊式压制机挤压，这样就制造出宽度为5.1cm、厚度为178μm的负极。在制造出的正极和负极之间，插入宽度为5.35cm、厚度为18μm的聚乙烯多孔薄膜隔膜，然后缠绕并置入棱柱形罐中。将按照上面方法制备的2.3g电解质注入到罐内，这样就完成了棱柱形锂二次电池的制造。
实施例2按照与实施例1同样的方式制备锂二次电池，不同之处在于制备电解质，将LiPF6和0.25g作为化合物添加剂的4，4-二羧基二苯砜加入到5g体积比为30/55/5/10的碳酸亚乙酯(EC)/碳酸乙甲酯(EMC)/碳酸亚丙酯(PC)/氟代苯的混合溶液中，形成1.3M的LiPF6溶液。
实施例3按照与实施例1同样的方式制备锂二次电池，不同之处在于制备电解质，将LiPF6和0.25g作为化合物添加剂的双苯基磺酰甲烷加入到5g体积比为30/55/5/10的碳酸亚乙酯(EC)/碳酸乙甲酯(EMC)/碳酸亚丙酯(PC)/氟代苯的混合溶液中，形成1.3M的LiPF6溶液。
实施例4按照与实施例1同样的方式制备锂二次电池，不同之处在于制备电解质，将LiPF6和0.25g作为化合物添加剂的甲基二苯砜加入到5g体积比为30/55/5/10的碳酸亚乙酯(EC)/碳酸乙甲酯(EMC)/碳酸亚丙酯(PC)/氟代苯的混合溶液中，形成1.3M的LiPF6溶液。
实施例5按照与实施例1同样的方式制备锂二次电池，不同之处在于制备电解质，将LiPF6和0.25g作为化合物添加剂的乙基二苯砜加入到5g体积比为30/55/5/10的碳酸亚乙酯(EC)/碳酸乙甲酯(EMC)/碳酸亚丙酯(PC)/氟代苯的混合溶液中，形成1.3M的LiPF6溶液。
实施例6按照与实施例1同样的方式制备锂二次电池，不同之处在于制备电解质，将LiPF6和0.25g作为化合物添加剂的苯甲酸苄酯加入到5g体积比为30/55/5/10的碳酸亚乙酯(EC)/碳酸乙甲酯(EMC)/碳酸亚丙酯(PC)/氟代苯的混合溶液中，形成1.3M的LiPF6溶液。
对比例1按照与实施例1同样的方式制备锂二次电池，不同之处在于制备电解质，将LiPF6加入到体积比为30/55/5/10的碳酸亚乙酯(EC)/碳酸乙甲酯(EMC)/碳酸亚丙酯(PC)/氟代苯的混合溶剂中，形成1.3M的LiPF6溶液。
通过以2C的速率给电池充电，测量实施例1-6和对比例1中电池的容量。为了评价过充电时的安全性，用2A的充电电流对实施例1-6和对比例1中各个的锂二次电池充电2.5小时。结果示于表1。
表1
*注“L”前面的数字代表测试电池的数量。
安全性测试结果列举如下L0有效，L1泄漏，L2闪光，L3冒烟，L4着火，L5爆炸如表1所示，实施例1-6中2C时的容量和过充电安全性好于对比例1中的那些。
研究了实施例1、6和对比例1中电池的循环伏安图。在2.0V-6.0V的电压范围内以10mV/sec的扫描速率测得循环伏安图。使用金属锂作为反电极，并在电池内的工作电极和反电极间使用铂电极。图2A-2C分别显示了实施例1和6以及对比例1的结果。如图2A所示，在小于5V电位时显示出化合物添加剂的分解峰，表明化合物添加剂的氧化还原反应发生并消耗了过充电电流，因此有助于电池安全性。图2B显示了随着循环的电流密度增量，表明形成了导电聚合物层。另一方面，图2C显示了电解质的唯一分解峰和随着循环的恒定电流密度。
图3A-3E分别显示了用2A的电流过充电至12V时实施例3和对比例1、2中电池的电流、温度和电压。如图3A-3E所示，实施例1-6的电池的温度及早升高，关闭了隔膜的孔，从而防止过充电。可认为化合物添加剂通过在电极表面形成导电层而阻止了电流流动。相反，如图3G所示，在对比例1的情况下，温度突然升高，并且电压在12V过充电时降低到0，表明短路发生。
本发明的包括电解质的锂电池具有改进的电化学性能如高效容量和过充电时电池的安全性。
尽管只说明和描述了本发明的几个实施方案，但那些本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明原理和精神和权利要求及其等价物限定的本发明范围的情况下可对这些实施方案作出变更。
权利要求
1 一种锂电池电解质，包括非水有机溶剂；锂盐；和选自由下式(1)-(5)代表的化合物组成的组中的化合物添加剂及其混合物 其中R1和R2独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R1和R2中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m和n为0-3的整数，其中m和n不能同时为0； 其中R3和R4独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，并且m和n为0-3的整数； 其中R5和R6独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R5和R6中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃； 其中R7和R8独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R7和R8中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m和n为0-3的整数 其中R9和R10独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R9和R10中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m为0-3的整数；和 其中R11至R16独立选自由氢、卤素、烷基、烷氧基、羟基和羧基组成的组。
2.根据权利要求1的锂电池电解质，其中化合物添加剂为选自由二苄基亚砜、4，4-二羧基二苯砜、双苯基磺酰甲烷、二苯砜、双(4-氟代苯基)砜、4-氯苯基苯基砜、甲基苯基砜、乙基苯基砜、苯甲酸苄酯组成的组中的化合物及其混合物。
3.根据权利要求1的锂电池电解质，其中化合物添加剂的量为O.1-50wt％。
4.根据权利要求1的锂电池电解质，其中化合物添加剂的量为O.1-5wt％。
5.根据权利要求1的锂电池电解质，其中锂盐为选自由LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiSbF6、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(其中x和y为自然数)、LiCl和LiI组成的组中的至少一种。
6.根据权利要求5的锂电池电解质，其中使用锂盐的浓度在大约0.6-2.0M范围内。
7.根据权利要求1的锂电池电解质，其中非水有机溶剂为选自由碳酸酯、酯、醚和酮组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求7的锂电池电解质，其中碳酸酯选自由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)和碳酸亚丁酯(BC)组成的组。
9.根据权利要求1的锂电池电解质，其中电解质包括环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合溶剂。
10.根据权利要求1的锂电池电解质，其中电解质包括碳酸酯溶剂和芳香烃溶剂的混合溶剂。
11.根据权利要求10的锂电池电解质，其中芳香烃溶剂为式(7)的化合物 其中R17为卤素或C1到C10的烷基，k为0到6的整数。
12.根据权利要求10的锂电池电解质，其中芳香烃溶剂为选自由苯、氟代苯、甲苯、三氟甲苯和二甲苯组成的组中的至少一种。
13.根据权利要求10的锂电池电解质，其中碳酸酯溶剂和芳香烃溶剂以大约1∶1到30∶1的体积比混合。
14.一种锂电池，包括包含能可逆地嵌入/脱出锂离子的材料作为正极活性材料的正极；包含金属锂、含锂合金、能可逆地形成含锂化合物的材料和能可逆地嵌入/脱出锂离子的材料中的一种作为负极活性材料的负极；电解质，其中电解质包括非水有机溶剂；锂盐；和选自由下式(1)-(5)代表的化合物组成的组中的化合物添加剂及其混合物 其中R1和R2独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R1和R2中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m和n为0-3的整数，其中m和n不能同时为0； 其中R3和R4独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，并且m和n为0-3的整数； 其中R5和R6独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R5和R6中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃； 其中R7和R8独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R7和R8中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m和n为0-3的整数； 其中R9和R10独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R9和R10中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m和n为0-3的整数；和 其中R11至R16独立选自由氢、卤素、烷基、烷氧基、羟基和羧基组成的组。
15.根据权利要求14的锂电池，其中电池为锂离子电池和锂聚合物电池中的一种。
16.一种锂电池电解质，包括非水有机溶剂；锂盐；和选自由下式(1)-(5)代表的化合物组成的组中的化合物添加剂及其混合物 其中R1和R2独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R1和R2中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m和n为1-2的整数，其中m和n不能同时为0； 其中R3和R4独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，并且m和n为0-1的整数； 其中R5和R6独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R5和R6中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃； 其中R7和R8独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R7和R8中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m和n为0-2的整数； 其中R9和R10独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R9和R10中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m为0-2的整数；和 其中R11至R16独立选自由氢、卤素、烷基、烷氧基、羟基和羧基组成的组。
17.一种锂电池，包括包含能可逆地嵌入/脱出锂离子的材料作为正极活性材料的正极；包含金属锂、含锂合金、能可逆地形成含锂化合物的材料和能可逆地嵌入/脱出锂离子的材料中的一种作为负极活性材料的负极；电解质，其中电解质包括非水有机溶剂；锂盐；和选自由下式(1)-(5)代表的化合物组成的组中的化合物添加剂及其混合物 其中R1和R2独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R1和R2中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m和n为1-2的整数，其中m和n不能同时为0； 其中R3和R4独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，并且m和n为0-3的整数； 其中R5和R6独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R5和R6中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃； 其中R7和R8独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R7和R8中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m和n为0-3的整数； 其中R9和R10独立选自由烷基和下式(6)的芳香烃组成的组，其中如果R9和R10中的其中一个为烷基，则另一个基本上为下式(6)的芳香烃，并且m和n为0-3的整数；和 其中R11至R16独立选自由氢、卤素、烷基、烷氧基、羟基和羧基组成的组。
全文摘要
一种锂电池电解质，包括非水有机溶剂、锂盐和化合物添加剂如砜类化合物、碳酸酯类化合物和基本包含芳香烃基的亚砜化合物。使用本发明电解质的锂电池具有改进的电化学性能如高效容量和过充电时电池的安全性。
文档编号H01M6/18GK1543005SQ20041003187
公开日2004年11月3日 申请日期2004年3月30日 优先权日2003年4月28日
发明者林炫廷, 宋义焕 申请人:三星Sdi株式会社