电解质添加剂、包含其的用于锂二次电池的电解质、和锂二次电池的制作方法

本申请要求于2021年10月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0142005号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本发明涉及电解质溶液添加剂、以及包含其的用于锂二次电池的电解质溶液和锂二次电池。

背景技术：

1、近来，随着使用电池的电子设备例如移动电话、笔记本大小的电脑和电动车辆的迅速普及，对具有相对高容量的小而轻量的二次电池的需求正在迅速增加。特别地，锂二次电池是轻量的并且具有高的能量密度，并因此作为用于移动设备的驱动电源已经引起了关注。因此，已经积极地进行了改善锂二次电池的性能的研究和开发努力。

2、通常，锂二次电池由能够吸收和释放锂离子的碳材料或基于硅的负极、包含含有锂的过渡金属氧化物的正极、以及非水性电解质溶液组成，并且可以进行充电和放电，因为通过首次充电从正极活性材料中释放的锂离子在两个电极之间往复(例如嵌入到负极活性材料中并在放电期间再次脱嵌)的同时用于转移能量。

3、然而，随着电池充电和放电，正极的性能在正极活性材料在结构上坍塌的同时劣化。此外，当正极的结构坍塌时，从正极的表面洗脱的金属离子在电沉积到负极上的同时使负极劣化。当正极的电势增加或者当电池暴露于高温时，这样的电池性能劣化现象倾向于加速。

4、为了解决这些问题，已经提出了向非水性电解质溶液中添加能够形成保护膜的化合物的方法，所述保护膜能够抑制电极表面上的金属洗脱或枝晶。然而，二次电池的各种性能在一些情况下可能劣化，同时添加至电解质溶液的化合物引起其他副作用。

5、此外，在电池的活化过程完成之后，开路电压(open circuit voltage，ocv)分布中的低电压确定标准为在正常电压的±2mv的范围内，并且当开路电压分布显示双峰曲线或宽分布时，确定电池是有缺陷的，从而导致良品率变得非常低的问题。

6、因此，持续需要开发包含添加剂的电解质溶液，其能够提高电池的良品率而不使电池的性能和稳定性劣化，同时使副作用最小化。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明涉及电解质溶液添加剂、以及包含其的用于锂二次电池的电解质溶液和锂二次电池。

3、技术方案

4、本发明的一个示例性实施方案提供了电解质溶液添加剂，所述电解质溶液添加剂包含基于磺内酯的化合物、lipo2f2、和由以下化学式1表示的化合物：

5、[化学式1]

6、

7、在化学式1中，

8、r1为氢、经取代或未经取代的具有1至10个碳原子的烷基、或者经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的芳基，以及

9、l1为经取代或未经取代的具有1至10个碳原子的亚烷基。

10、本发明的一个示例性实施方案提供了用于锂二次电池的电解质溶液，所述用于锂二次电池的电解质溶液包含锂盐、有机溶剂、和所述电解质溶液添加剂。

11、本发明的一个示例性实施方案提供了包含所述用于锂二次电池的电解质溶液的锂二次电池。

12、有益效果

13、根据本发明的一个示例性实施方案的电解质溶液添加剂通过改善活化过程完成之后的开路电压(ocv)分布具有提高电池的良品率的效果而不使电池的性能和稳定性劣化。

技术特征：

1.一种电解质溶液添加剂，包含：

2.根据权利要求1所述的电解质溶液添加剂，其中r1为具有1至10个碳原子的烷基。

3.根据权利要求1所述的电解质溶液添加剂，其中l1为具有1至5个碳原子的亚烷基。

4.根据权利要求1所述的电解质溶液添加剂，其中所述基于磺内酯的化合物与由化学式1表示的所述化合物的重量比(基于磺内酯的化合物:由化学式1表示的化合物)为5:5至8:2。

5.根据权利要求1所述的电解质溶液添加剂，其中所述基于磺内酯的化合物为选自1,3-丙烷磺内酯和1-丙烯1,3-磺内酯中的一者或更多者，以及

6.一种用于锂二次电池的电解质溶液，包含：锂盐、有机溶剂、以及根据权利要求1至5中任一项所述的电解质溶液添加剂。

7.根据权利要求6所述的电解质溶液，其中基于100重量份的全部电解质溶液，基于磺内酯的化合物以0.1重量份至5重量份的量包含在内。

8.根据权利要求6所述的电解质溶液，其中基于100重量份的全部电解质溶液，lipo2f2以0.1重量份至2重量份的量包含在内。

9.根据权利要求6所述的电解质溶液，其中基于100重量份的全部电解质溶液，由化学式1表示的所述化合物以0.01重量份至3重量份的量包含在内。

10.根据权利要求6所述的电解质溶液，其中所述锂盐包含li+作为阳离子，并且

11.根据权利要求6所述的电解质溶液，其中所述有机溶剂包括选自由基于醚的溶剂、基于酯的溶剂和基于酰胺的溶剂组成的组中的一者，或者从以上组中选择的两者或更多者的混合物。

12.根据权利要求6所述的电解质溶液，其中所述电解质溶液还包含选自以下中的一种或更多种添加剂：卤素基团取代的基于碳酸酯的化合物、基于腈的化合物、基于环状碳酸酯的化合物、基于磷酸酯的化合物、基于硼酸酯的化合物、环状亚硫酸酯、非环状砜、和基于锂盐的化合物。

13.一种锂二次电池，包含根据权利要求6所述的电解质溶液。

14.根据权利要求13所述的锂二次电池，其中所述锂二次电池为圆柱形电池。

技术总结
本发明涉及电解质溶液添加剂、包含所述电解质溶液添加剂的用于锂二次电池的电解质溶液、以及包含所述用于锂二次电池的电解质溶液的锂二次电池，所述电解质溶液添加剂包含基于磺内酯的化合物、LiPO<subgt;2</subgt;F<subgt;2</subgt;、和由化学式1表示的化合物。

技术研发人员：韩承美,竹内崇
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：2024/1/15