锂二次电池的制作方法

相关申请的交叉引用本申请要求于2021年9月14日提交的韩国专利申请no.10-2021-0122325的优先权，其公开内容通过引入并入本文。本发明涉及一种锂二次电池，所述锂二次电池具有优异的高温稳定性和高温循环特性。

背景技术：

1、由于信息社会的发展已经开发了个人it设备和计算机网络，并且社会对电能的依赖总体上增加，因此需要开发一种用于有效地存储和利用电能的技术。

2、由于可以将二次电池制造得足够小以应用于个人it设备等，并且可以应用于电动车辆、电力存储设备等，所以作为用于各种应用的最合适的技术，对二次电池的关注日益增长。在二次电池中，作为具有高能量密度的电池系统的锂离子电池(lib)正备受关注并且当前应用于各种装置。

3、锂离子电池包括由含锂的过渡金属氧化物制成的正极、能够储存锂的负极、包含含锂盐的有机溶剂的电解质溶液和隔膜组成。

4、同时，为了实现电池的合适性能，锂离子电池主要使用lipf6作为代表性的锂盐。然而，由于lipf6对热非常敏感，当电池暴露于高温时，lipf6热分解并产生路易斯酸如pf5。这样的路易斯酸材料不仅引起有机溶剂如碳酸亚乙酯的分解反应，而且使在电极表面上形成的膜如固体电解质中间相(sei)劣化，导致另外的电解质溶液分解反应和过渡金属从正极的洗脱出。

5、洗脱出的过渡金属离子再沉积在正极上并使正极的电阻增加，或相反，通过电解质溶液转移到负极上，然后沉积在负极上并由于负极的自放电或固体电解质中间相(sei)膜的破坏和再生等引起锂离子的额外消耗，导致电阻增加和寿命劣化等。

6、因此，为了抑制当电池暴露于高温下时电池的劣化行为，对能够清除由于锂盐的热分解而产生的副产物(如hf和pf5)并且同时改善sei膜的钝化能力的方法的关注越来越高。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的一个方面提供了一种锂二次电池，所述锂二次电池通过包括包含能够清除由锂盐产生的分解产物的电解质溶液添加剂的非水电解质溶液而能够实现优异的高温稳定性和高温循环特性，并且同时实现增强sei的效果。

3、技术方案

4、根据本发明的一个方面，提供了一种锂二次电池，其包含：包含正极活性材料的正极；包含负极活性材料的负极；介于所述负极和所述正极之间的隔膜；和包含锂盐、有机溶剂和由下式1表示的化合物的非水电解质溶液。

5、[式1]

6、

7、在式1中，a是c1至c5烷基。

8、有利效果

9、包含在本发明的锂二次电池中的非水电解质溶液包含由式1表示的路易斯碱类化合物，所述路易斯碱类化合物在分子结构中包含炔丙基和两个氮元素，从而在正极和负极各自的表面上形成稳定的膜，同时有效地清除由于锂盐的热分解而产生的副产物。

10、因此，由于通过使用本发明的锂二次电池可以防止正极和负极表面上膜的劣化，并有效地抑制过渡金属从正极的洗脱，所以可以实现其中抑制初始电阻的增加并改善高温耐久性的锂二次电池。

技术特征：

1.一种锂二次电池，其包含：

2.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，在式1中，a为c1至c4烷基。

3.如权利要求2所述的锂二次电池，其中，在式1中，a为c1至c3烷基。

4.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述由式1表示的化合物为由式1a表示的化合物：

5.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，基于所述非水电解质溶液的总重量，所述由式1表示的化合物的含量为0.5重量％至6.0重量％。

6.如权利要求5所述的锂二次电池，其中，基于所述非水电解质溶液的总重量，所述由式1表示的化合物的含量为0.5重量％至5.0重量％。

7.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述锂盐包括选自由libf4、liclo4、lipf6、lib(c2o4)2、licf3so3、lin(so2cf3)2、lin(so2f)2和lin(so2cf2cf3)2组成的组中的至少一种。

8.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述有机溶剂包括环状碳酸酯类有机溶剂、直链碳酸酯类有机溶剂或其组合。

9.如权利要求8所述的锂二次电池，其中，所述环状碳酸酯类有机溶剂包含选自由碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸1,2-亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、碳酸1,2-亚戊酯、碳酸2,3-亚戊酯和碳酸亚乙烯酯组成的组中的至少一种。

10.如权利要求8所述的锂二次电池，其中，所述直链碳酸酯类有机溶剂包含选自由碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯、碳酸乙甲酯(emc)、碳酸甲丙酯和碳酸乙丙酯组成的组中的至少一种。

11.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述有机溶剂包括环状碳酸酯类有机溶剂和直链碳酸酯类有机溶剂。

12.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述环状碳酸酯类有机溶剂和所述直链碳酸酯类有机溶剂的体积比为1:9至5:5。

13.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述非水电解质溶液还包含选自由卤素取代或未取代的碳酸酯类化合物、磺内酯类化合物、硫酸酯/盐类化合物、磷酸酯/盐或亚磷酸酯/盐类化合物、硼酸酯/盐类化合物、腈类化合物、胺类化合物、硅烷类化合物和锂盐类化合物组成的组中的至少一种添加剂。

14.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述正极活性材料包含锂和选自由镍(ni)、钴(co)、锰(mn)、铁(fe)和铝(al)组成的组中的至少一种金属。

15.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述负极活性材料包含碳基负极活性材料或硅基负极活性材料中的至少一种。

技术总结
本发明提供了锂二次电池。特别地，锂二次电池包含：包含正极活性材料的正极；包含负极活性材料的负极；介于负极和正极之间的隔膜；和锂二次电池用非水电解质溶液，其中该锂二次电池用非水电解质溶液包含锂盐、有机溶剂和由式1表示的化合物。因此，可以改善电池的整体性能。

技术研发人员：吴正友,金贺恩,李哲行
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14