锂二次电池用非水性电解液和包含其的锂二次电池的制作方法

本申请要求基于2021年7月14日提交的韩国专利申请10-2021-0092060号的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。本发明涉及一种非水性电解液和包含其的锂二次电池，并且具体而言，涉及一种能够提升二次电池的快速充电性能和电阻特性的非水性电解液，和包含其的锂二次电池。

背景技术：

1、锂二次电池通常如下制造：在包括由含锂过渡金属氧化物形成的正极活性材料的正极和包括能够储存锂离子的负极活性材料的负极之间提供隔膜，从而形成电极组件，将该电极组件插入到电池壳中，向其中注入非水性电解液(非水性电解液是传输锂离子的介质)，然后密封所得结果物。

2、这种锂二次电池应用于电动车辆等以及便携式电子设备例如移动电话或笔记本电脑，因此其需求正快速增长。随着对锂二次电池需求的增长以及应用对象逐渐多样化，锂二次电池所需的性能水平也逐渐提高。例如，电动车辆用锂二次电池需要高能量密度、高输出特性以及在恶劣条件下可长时间使用的耐久性。除此之外，最近对于能够在短时间内将电池充电的快速充电性能的需求也逐渐增长。

3、然而，迄今为止研发的锂二次电池没有充足的快速充电性能，即使快速充电是可行的，在重复快速充电时锂二次电池也存在电池性能快速衰减的问题。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、(专利文献1)韩国专利公开2019-0008100号

7、(专利文献2)国际公开2015-093091号

技术实现思路

1、[技术问题]

2、本发明的一个实施方式是为了解决上述问题而提出的，并且提供了一种能够提升锂二次电池的快速充电性能和输出特性的非水性电解液，和包含其的锂二次电池。

3、[技术方案]

4、为了实现上述目的，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用非水性电解液，其包括锂盐、有机溶剂和作为第一添加剂的以下化学式1所示的化合物。

5、化学式1

6、

7、上述的化学式1中，

8、r1和r2彼此相同或者彼此不同，且各自独立地为取代或未取代的c1至c10烷基；取代或未取代的c2至c10烯基；取代或未取代的c2至c10炔基；取代或未取代的c6至c20芳基；取代或未取代的c1至c10三烷基硅烷氧基。

9、此外，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用非水性电解液，其中上述化学式1的r1和r2彼此相同或者彼此不同，且各自独立地为取代或未取代的c1至c10烷基；或取代或未取代的c1至c10三烷基硅烷氧基。

10、此外，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用非水性电解液，其中上述化学式1的r1和r2取代有取代或未取代的c3至c10三烷基硅烷氧基。

11、此外，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用非水性电解液，其中化学式1所示的化合物是以下化学式1-1至化学式1-7中任一个所示的化合物。

12、化学式1-1

13、

14、化学式1-2

15、

16、化学式1-3

17、

18、化学式1-4

19、

20、化学式1-5

21、

22、化学式1-6

23、

24、化学式1-7

25、

26、此外，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用非水性电解液，其中相对于电解液的总重量，第一添加剂的含量为0.01重量％至10重量％。

27、此外，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用非水性电解液，其进一步包括第二添加剂，其中所述第二添加剂是选自以下组的至少一种：乙烯基碳酸亚乙酯(vec)、碳酸亚乙烯酯(vc)、氟代碳酸亚乙酯(fec)、丙烷磺内酯(ps)、硫酸亚乙酯(esa)、丁二腈(sn)、1,3,6-己烷三腈(htcn)、1,4-二氰基-2-丁烯(dcb),乙二醇双(丙腈)醚,1h-咪唑-1-甲酸炔丙酯、2-丙炔基碳酸甲酯、氟苯(fb)、二氟苯、六氟苯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、二(三氟甲基)-1,3-二氧戊环和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚。

28、此外，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用非水性电解液，其中相对于电解液的总重量，第二添加剂的含量为0.01重量％至10重量％。

29、此外，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用非水性电解液，其中锂盐选自以下组：licl、libr、lii、libf4、liclo4、lib10cl10、lialcl4、lialo4、lipf6、licf3so3、lich3co2、licf3co2、liasf6、lisbf6、lich3so3、lifsi(双(氟磺酰基)亚胺锂lin(so2f)2)、litfsi(双(三氟甲磺酰基)亚胺锂lin(so2cf3)2)、libeti(双(全氟乙磺酰基)亚胺锂lin(so2cf2cf3)2)、libob(二草酸硼酸锂lib(c2o4)2)、liodfb(草酰二氟硼酸锂libf2(c2o4))、lidfp(二氟磷酸锂f2lio2p)、lidfop(二氟二草酸磷酸锂)和litdi(4,5-二氰基-2-(三氟甲基)咪唑锂)。

30、此外，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用非水性电解液，其中锂盐的浓度为0.1m至0.3m。

31、此外，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用非水性电解液，其中有机溶剂包括选自以下组的至少一种：醚、酯、酰胺、直链碳酸酯和环状碳酸酯。

32、此外，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池，其包括正极、负极、设置在正极和负极之间的隔膜以及上述锂二次电池用非水性电解液。

33、[有益效果]

34、本发明的实施方式的锂二次电池用非水性电解液包括化学式1所示的化合物作为第一添加剂，由此提供了一种具有优异的快速充电性能、改善输出效果和减少气体效果的锂二次电池。

1.一种锂二次电池用非水性电解液，其包含：

2.如权利要求1所述的锂二次电池用非水性电解液，其中，r1和r2彼此相同或者彼此不同，并且各自独立地为：取代或未取代的c1至c10烷基；或取代或未取代的c1至c10三烷基硅烷氧基。

3.如权利要求1所述的锂二次电池用非水性电解液，其中，r1和r2取代有取代或未取代的c3至c10三烷基硅烷氧基。

4.如权利要求1所述的锂二次电池用非水性电解液，其中，化学式1所示的化合物是化学式1-1至化学式1-7中任一个所示的化合物：

5.如权利要求1所述的锂二次电池用非水性电解液，其中，相对于所述非水性电解液的总重量，所述第一添加剂的含量为0.01重量％至10重量％。

6.如权利要求1所述的锂二次电池用非水性电解液，其进一步包括第二添加剂，其中，所述第二添加剂是选自以下组的至少一种：乙烯基碳酸亚乙酯(vec)、碳酸亚乙烯酯(vc)、氟代碳酸亚乙酯(fec)、丙烷磺内酯(ps)、硫酸亚乙酯(esa)、丁二腈(sn)、1,3,6-己烷三腈(htcn)、1,4-二氰基-2-丁烯(dcb)、乙二醇双(丙腈)醚、1h-咪唑-1-甲酸炔丙酯、2-丙炔基碳酸甲酯、氟苯(fb)、二氟苯、六氟苯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、二(三氟甲基)-1,3-二氧戊环和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚。

7.如权利要求6所述的锂二次电池用非水性电解液，其中，相对于所述非水性电解液的总重量，所述第二添加剂的含量为0.01重量％至10重量％。

8.如权利要求1所述的锂二次电池用非水性电解液，其中，所述锂盐是选自以下组的至少一种：licl、libr、lii、libf4、liclo4、lib10cl10、lialcl4、lialo4、lipf6、licf3so3、lich3co2、licf3co2、liasf6、lisbf6、lich3so3、lifsi(双(氟磺酰基)酰亚胺锂lin(so2f)2)、litfsi(双(三氟甲磺酰基)亚胺锂lin(so2cf3)2)、libeti(双(全氟乙磺酰基)亚胺锂lin(so2cf2cf3)2)、libob(二草酸硼酸锂lib(c2o4)2)、liodfb(草酰二氟硼酸锂libf2(c2o4))、lidfp(二氟磷酸锂f2lio2p)、lidfop(二氟二草酸磷酸锂)和litdi(4,5-二氰基-2-(三氟甲基)咪唑锂)。

9.如权利要求1所述的锂二次电池用非水性电解液，其中，所述锂盐的浓度为0.1m至0.3m。

10.如权利要求1所述的锂二次电池用非水性电解液，其中，所述有机溶剂包括选自以下组的至少一种：醚、酯、酰胺、直链碳酸酯和环状碳酸酯。

11.一种锂二次电池，其包括：