包含非水电解质用添加剂的非水电解质及包含其的锂二次电池的制作方法

[]本发明涉及包含非水电解质用添加剂的非水电解质以及包含其的锂二次电池。

背景技术：

1、近来，随着锂二次电池的应用领域迅速扩展到电子设备如电气设备、电子装置、通信装置和计算机的电源，以及大型装置如汽车和蓄电装置的蓄电电源，对高容量、高输出和高稳定性二次电池的需求正在增加。

2、特别地，高容量、高输出和长寿命特性在用于汽车应用的锂二次电池中变得重要。为了增加二次电池的容量，可以使用具有高能量密度但稳定性低的正极活性材料，或者可以在高电压下驱动二次电池。

3、然而，在上述条件下驱动二次电池的情况下，随着充电和放电的进行，在正极/负极表面或电极表面结构体上形成的膜由于由电解质劣化引起的副反应而劣化，并且过渡金属离子可能从正极表面洗脱出。如上所述，由于洗脱出的过渡金属离子电沉积在负极上并降低sei的钝化能力，因此发生负极劣化的问题。

4、当正极的电位增加或电池暴露于高温时，二次电池的劣化倾向于加速。

5、此外，当锂离子电池长时间连续使用或置于高温下时，已知发生所谓的膨胀现象，其中产生气体且电池厚度增加，此时产生的气体量取决于sei的状态。

6、因此，为了解决该问题，正在尝试研究和开发用于抑制金属离子从正极的洗脱并在负极上形成稳定的sei膜，从而减少二次电池的膨胀并提高高温稳定性的方法。

技术实现思路

1、技术问题

2、作为为解决上述问题而进行的各种研究的结果，本发明旨在提供一种非水电解质用添加剂，其能够抑制正极的恶化，减少正极和电解质之间的副反应，并在负极上形成稳定的sei膜。

3、此外，在本发明中，本发明的一个目的是提供一种非水电解质，通过包含上述非水电解质用添加剂，其具有改善的高温稳定性。

4、此外，在本发明中，本发明的一个目的是提供一种锂二次电池，通过包含上述非水电解质而改善高温循环特性和高温储存特性，其具有改善的整体性能。

5、为了实现上述目的，本发明提供了一种非水电解质，其包含由以下化学式1表示的非水电解质用添加剂：

6、[化学式1]

7、

8、在化学式1中，a可以是具有2或3个碳原子的环状磷酸酯基，r可以是具有1至5个碳原子的亚烷基或亚烯基，并且x可以是具有1至5个碳原子的全氟烷基。

9、根据另一实施方式，本发明提供了一种锂二次电池，其包括上述非水电解质。

10、有利效果

11、作为本发明的非水电解质用添加剂提供的由化学式1表示的化合物是基于环状磷酸酯结构的化合物，并且当形成负极sei层时，进行开环反应，得到聚磷酸酯化。因此，可以在负极表面上形成柔性且坚固的固体电解质中间相(sei)膜。因此，可以抑制高温下sei钝化能力的劣化，从而防止负极劣化。

12、此外，在作为本发明的非水电解质用添加剂提供的由化学式1表示的化合物中，由于全氟烷基基团不直接取代有连接至磷酸酯基的氧的亚烷基，而是通过氧进行取代，因此末端处的-cf3容易还原为lif形式。因此，可以形成富含无机物质如lif的聚合物-无机膜，并且抑制了由于界面反应引起的劣化。

13、因此，当使用本发明的包含化学式1的化合物的非水电解质时，由于可以形成甚至在高温下稳定且具有低电阻的电极-电解质界面，所以改善了高温循环特性和高温储存特性，因此可以实现具有改善的整体性能的锂二次电池。

技术特征：

1.一种非水电解质，其包含由以下化学式1表示的非水电解质用添加剂：

2.如权利要求1所述的非水电解质，其中，r为具有1至3个碳原子的亚烷基。

3.如权利要求1所述的非水电解质，其中，x为cf3或cf2cf3。

4.如权利要求1所述的非水电解质，其中，所述由化学式1表示的添加剂是由化学式1-1表示的化合物：

5.如权利要求1所述的非水电解质，其中，所述由化学式1表示的添加剂是由化学式2-1至2-4表示的化合物中的任一种：

6.如权利要求1所述的非水电解质，其中，基于100重量份的所述非水电解质，所述非水电解质用添加剂的含量为0.01至5重量份。

7.如权利要求1所述的非水电解质，其进一步包含锂盐和有机溶剂。

8.如权利要求7所述的非水电解质，其中，所述锂盐是选自由licl、libr、lii、libf4、liclo4、lib10cl10、lialcl4、lialo2、lipf6、licf3so3、lich3co2、licf3co2、liasf6、lisbf6、lich3so3、lin(so2f)2、lin(so2cf2cf3)2和lin(so2cf3)2组成的组中的一种或多种。

9.如权利要求7所述的非水电解质，其中，所包含的锂盐的浓度为0.5m至5m。

10.如权利要求7所述的非水电解质，其中，所述有机溶剂包括选自由环状碳酸酯类有机溶剂、直链碳酸酯类有机溶剂、直链酯类有机溶剂和环状酯类有机溶剂组成的组中的至少一种有机溶剂。

11.如权利要求10所述的非水电解质，其中，所述有机溶剂包括环状碳酸酯类有机溶剂。

12.一种锂二次电池，其包含：

13.如权利要求12所述的锂二次电池，其中，所述负极包含siox作为负极活性材料，其中0≤x≤2。

14.如权利要求12所述的锂二次电池，其中，所述添加剂是由化学式2-1至2-4表示的化合物中的任一种：

技术总结
本发明提供了一种非水电解质，其包含由以下化学式1表示的非水电解质用添加剂。在化学式1中，A可以是具有2或3个碳原子的环状磷酸酯基，R可以是具有1至5个碳原子的亚烷基或亚烯基，并且X可以是具有1至5个碳原子的全氟烷基。[化学式1]

技术研发人员：赵允教,吴正友,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：2024/3/27