非水电解液及包含所述非水电解液的锂二次电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种锂二次电池，所述锂二次电池包括：非水电解液、正极、负极和隔膜，所述非水电解液包含作为添加剂的双(氟代磺酰基)酰亚胺锂(LiFSI)和氟化醚化合物；所述正极包含作为正极活性材料的锂?镍?锰?钴基氧化物。根据本发明的用于锂二次电池的非水电解液，包含所述非水电解液的锂二次电池初始充电时可于负极处形成坚固的SEI层，可提高锂二次电极的输出性能，同时提升高温存储后的输出性能和电容量性能。
【专利说明】
非水电解液及包含所述非水电解液的锂二次电池
技术领域
[0001][相关申请的交叉引用]
[0002] 本申请要求享有于2014年9月26日向韩国知识产权局递交的第10-2014-0128880 号韩国专利申请和于2015年9月24日向韩国知识产权局递交的第10-2015-0135260号韩国 专利申请的优先权，通过引用将上述专利申请的全部内容结合在此。
[0003] [技术领域]
[0004] 本发明涉及包含非水电解液、正极（positive electrode)、负极（negative electrode)和隔膜(separator)的锂二次电池，所述非水电解液包括作为添加剂的双(氟代 磺酰基）酰亚胺锂(Lithium bis(fluorosulfonyl)imide;LiFSI)和氟化醚化合物;所述正 极包含作为正极活性材料的锂-镍-锰-钴基氧化物。
【背景技术】
[0005] 随着技术的不断发展和对移动设备需求的增多，将二次电池用作能源的需求急速 增加。在二次电池中，具有高的能量密度和电压的锂二次电池为商业上可得并广泛地应用。
[0006] 关于锂二次电池，采用锂金属氧化物作正极活性材料，采用锂金属、锂合金、结晶 碳及非晶碳或碳的复合物作负极活性材料。将活性材料以合适的厚度和长度涂布在电流集 电器上，或将活性材料自身以膜的形状涂布、然后与作为绝缘材料的隔膜缠绕或堆叠，从而 构成了电极组。随后，将电极组插入罐或类似的容器中，并将电解液注入以制造二次电池。
[0007] 在锂二次电池中，锂离子反复从正极的锂金属氧化物到碳电极嵌入 (intercalation)和脱嵌(deintercalation)以进行充电和放电。在这种情形中，锂是强反 应性的，且与碳电极反应生成Li 2C03、Li0、Li0H等以在负极的表面上形成涂布层。此涂布层 被称为固态电解质界面(Solid Electrolyte Interface;SEI)。形成于充电初期的该SEI层 可在充电和放电期间阻止锂离子与碳负极或其它材料发生反应。另外，该SEI层发挥离子通 道（ion tunnel)的作用且仅传递锂离子。此类离子通道可以引发锂离子变成溶剂化物 (solvation)，且电解液的高分子量有机溶剂可以引发碳负极处的共嵌，由此预防碳负极结 构的破坏。
[0008] 因此，为了提高锂二次电池的高温循环性能和低温输出性能，需要在锂二次电池 的负极处形成坚固的SEI层。一旦SEI层在初始充电期间形成，当以后使用电池时，SEI层将 在重复地充电和放电期间阻止锂离子与负极或其它材料的反应，且起到用于在电解液与负 极之间仅传递锂离子的离子通道(ion tunnel)的作用。
[0009] 对于常规的不包含电解液添加剂的电解液，或者含有不良性能的电解液添加剂的 电解液，不期望低温输出性能的提高，这是由于非均匀SEI层的形成。另外，即使含有电解液 添加剂，但是如果对所需添加剂的含量不加以控制，则仍然会由于电解液添加剂的原因而 使正极表面在高温下进行反应期间发生分解，或进行电解液的氧化反应，由此使二次电池 的不可逆电容量增加和输出性能劣化。
【发明内容】
[0010] 技术问题
[0011] 本发明一方面提供一种用于锂二次电池的非水电解液，以及一种包含所述非水电 解液的锂二次电池，所述非水电解液可以提高二次电池在高温下的存储性能和寿命特性。
[0012] 技术方案
[0013] 根据本发明的一个方面，提供了一种锂二次电池，所述锂二次电池包含:非水电解 液，所述非水电解液包括作为添加剂的双（氟代磺酰基）酰亚胺锂（Lithium bis (fluorosulfonyl) imide; LiFSI)和氟化醚化合物;正极，所述正极包含作为正极活性材料 的锂-镍-锰-钴基氧化物;负极;及隔膜。
[0014] 所述非水电解液可进一步包含锂盐，且锂盐与双(氟代磺酰基)酰亚胺锂的混合比 例按摩尔比可为从1:0.01至1:1。双(氟代磺酰基）酰亚胺锂在非水电解液中的浓度可为 0·01mol/L至2mol/L。
[0015] 所述锂-镍-猛-钴基氧化物可由以下化学式1表示：
[0016] [化学式1]
[0017] Lii+x(NiaC〇bMnc)〇2
[0018] 在上述化学式中，可满足0.55彡a彡0.65，0· 18彡b彡0.22，0· 18彡c彡0.22，-0· 2彡 X < 0 · 2，且x+a+b+c = 1 的条件。
[0019] 有益效果
[0020] 根据用于锂二次电池的非水电解液以及包含所述非水电解液的锂二次电池，在包 含非水电解液的锂二次电池进行初始充电期间，可以于负极处形成坚固的SEI层，通过抑制 高温环境中气体的生成、阻止正极表面的分解和电解液的氧化反应，可以使电池厚度的增 长最小化，由此提尚了锂· ^?次电池在尚温下的存储性能和寿命特性。
[0021] 本发明的最佳实施方式
[0022] 下文中，将对本发明进行更详细的描述以帮助理解本发明。应理解，在本说明书和 权利要求书中使用的术语和用语不应被解释为词典中定义的含义，而应被解释为，在发明 人为了最佳解释本发明而会对该术语的概念进行合适地定义的原则的基础上，解释为具有 与本发明上下文的含义相一致的含义。
[0023]根据本发明实施方式的非水电解液包含双(氟代磺酰基)酰亚胺锂(LiFSI)。
[0024] 将双(氟代磺酰基）酰亚胺锂作为一种锂盐加入到非水电解液中以在负极上形成 一种坚固的且薄的SEI层，和提高低温输出性能。进一步地，可以抑制在高温下循环运行期 间可能会产生的正极表面的分解，且可以防止电解液的氧化反应。另外，由于在负极上形成 的SEI涂布层厚度薄，锂离子在负极的移动会顺畅地进行，可以提高二次电池的输出性能。
[0025] 根据本发明的实施方式，双(氟代磺酰基)酰亚胺锂在非水电解液中的浓度优选为 0.01mol/L至2mol/L，更优选地为0.01mol/L至lmol/L。在双(氟代磺酰基）酰亚胺锂的浓度 低于0.1m 〇l/L的情况下，锂二次电池的低温输出性能和高温循环性能的提升效果会不显 著，而在双(氟代磺酰基)酰亚胺锂的浓度超过2mo 1 /L的情况下，电池充电和放电期间电解 液中的副反应就会过度发生，会产生溶胀(swelling)现象，还会引发电解液中由金属组成 的正极或负极集电器的腐蚀。
[0026] 为了防止上述副反应，本发明的非水电解液中可进一步包含锂盐。所述锂盐可包 括本领域中常用的锂盐，例如，可以采用选自：LiPF 6、LiAsF6、LiCF3S03、LiBF6、LiSbF 6、LiN ((：#5302)2、1^41〇4、1^41(：14、1^30 30?3和1^(：1〇4所构成的组中的一个或者至少两个的混合 物。
[0027] 锂盐和双(氟代磺酰基）酰亚胺锂的混合比例按摩尔比优选为从1:0.01至1:1。在 锂盐和双(氟代磺酰基)酰亚胺锂的混合比例高于上限的情况下，电池充电和放电期间电解 液的副反应会过度地进行，且会产生溶胀(swelling)现象。在摩尔比低于下限的情况下，就 会降低二次电池产生的输出性能的提升。具体来说，在锂盐和双(氟代磺酰基)酰亚胺锂的 混合比例按摩尔比低于1:0.01的情况下，由于负极表面层(例如碳表面层)的脱落和电解液 的分解，在锂离子电池内的SEI涂布层的形成过程中，以及由碳酸酯基溶剂溶剂化的锂离子 在负极之间嵌入的过程中，会大量发生不可逆反应，且对二次电池的低温输出性能、高温存 储后的循环性能和电容量性能的提升效果就会变得不显著。如果锂盐和双(氟代磺酰基)酰 亚胺锂的混合比例按摩尔比超过1:1，则电解液中会包含过量的双(氟代磺酰基)酰亚胺锂， 那么在执行充电和放电期间可腐蚀电极集电器，且二次电池的稳定性可能会劣化。
[0028]锂-镍-猛-钴基氧化物正极活性材料可包括由以下化学式1表示的氧化物：
[0029] [化学式1]
[0030] Lii+x(NiaC〇bMnc)〇2
[0031] (在上述化学式中，可满足0.55彡a彡0.65，0· 18彡b彡0.22，0· 18彡c彡0.22，-0· 2 < X < 0 · 2，且x+a+b+c+ = 1 的条件。）
[0032]通过在正极中使用锂-镍-锰-钴基氧化物的正极活性材料，借以与双(氟代磺酰 基)酰亚胺锂的结合可以获得协同效应。当锂-镍-锰-钴基氧化物的正极活性材料中的镍含 量升高时，在充电和放电期间可产生正极活性材料的层结构中Li +1离子与Ni+2离子位置交 换的阳离子混合(cation mixing)现象，原有结构被破坏。因此，进行了正极活性材料与电 解液的副反应，或显现出过渡金属的洗脱现象。因为Li +1离子尺寸与Ni+2离子尺寸是相近 的，所以可进行阳离子混合。经历了副反应，二次电池中的电解液发生了损耗，正极活性材 料的结构受到了破坏，因而容易使电池的性能降低。
[0033]因此，根据本发明的实施方式，为了抑制Li+1离子与Ni+2离子的阳离子混合现象的 同时，获得足以确保正极活性材料电容量的镍过渡金属的含量范围，将采用了双(氟代磺酰 基）酰亚胺锂的电解液用于化学式1的正极活性材料以使用双(氟代磺酰基）酰亚胺锂引入 的组分在正极表面上来形成层。根据包含本发明上述化学式1的氧化物的正极活性材料，通 过使用上述采用了双(氟代磺酰基)酰亚胺锂的电解液，可以有效地抑制与电解液的副反应 和金属的洗脱现象。
[0034]特别地，在由上述化学式1表示的氧化物中镍过渡金属的比例超过0.65的情况下， 正极活性材料中含有过量的镍，即使借由在电极表面使用双(氟代磺酰基)酰亚胺锂形成的 层，也不可抑制Li+1离子与Ni+ 2离子的阳离子混合现象。
[0035]另外，在正极活性材料含有过量的镍过渡金属的情况下，镍的氧化数可改变。当具 有d轨道的镍过渡金属形成配位键时，可形成正八面体结构，但是在包括高温等的环境中， 通过施加外部能量可能会使镍过渡金属能级的顺序改变或使镍过渡金属的氧化数改变(歧 化反应)而形成变形的八面体结构。因此，包含镍过渡金属的正极活性材料的晶体结构就会 改变，并且会提高正极活性材料中镍金属洗脱的可能性。
[0036] 因此，本发明的发明人证实:可借由含有符合上述化学式1的氧化物的正极活性材 料与双(氟代磺酰基)酰亚胺锂盐的结合确保二次电池的高输出性能、高温稳定性和高效的 电容量性能。
[0037] 另外，根据本发明实施方式可以包含作为电解液添加剂的氟化醚化合物，具体来 说，可以表述为选自由以下化学式2所示的化合物构成的组中的至少一个：
[0038] [化学式2]
[0039]
[0040] 在上述化学式2中，RjPR2独立地为具有2-6个碳原子和至少5个氟原子的线型或支 链型烷基。具体来说，所述氟化醚化合物可为选自二（1，1，1，2,2,3,3,4,4-九氟戊基)醚和 二(1，1，1，2,2,3,3,4,4,5,5-^氟戊基)醚构成的组中的至少一个。
[0041] 在锂二次电池中，高温环境中正极释放的氧可促进电解液溶剂的放热分解反应和 引发电池的膨胀，即所谓的溶胀现象，从而使电池的充电和放电效率及寿命迅速地降低。在 一些案例中，电池可发生爆炸且电池的稳定性可很大程度的降低。由于氟化醚化合物加入 电解液中引入的氟取代基是一种阻燃组分，因此可以抑制在电池内部电解液与正极和负极 表面的反应产生的高温下电解液的分解反应导致的气体生成。另外，通过采用低粘度的醚 化合物会降低二次电池电压范围内的内阻，并且提高离子电导率。因此，二次电池的寿命特 性就会得以改善。
[0042] 在此类情况中，氟化醚化合物的含量没有特别限定，只要其能够实现本发明的效 果即可，所述本发明的效果包括对二次电池高温存储性能的提高和对二次电池寿命特性的 改善。例如，氟化醚化合物的含量基于电解液的总量，可为从1重量％至20重量％，优选为从 3.0重量％至15重量％。在氟化醚化合物的含量小于1重量％的情况下，所获得的对气体生 成的抑制效应、阻燃特性和内阻的降低效果会是不够的。在氟化醚化合物的含量超过20重 量％的情况下，对所述本发明的效果的提升水平会受到限制，而且不可逆的电容量会增大， 或负极内阻会升高。具体来说，为了高效地抑制随着双(氟代磺酰基)酰亚胺锂的大量加入 可能进行的副反应发生，氟化醚化合物的含量可由双(氟代磺酰基)酰亚胺锂的加入量进行 控制。
[0043] 另外，非水电解液中可包含非水有机溶剂，对所述非水有机溶剂没有特别限制，只 要非水有机溶剂能够将电池充电和放电期间由氧化反应等所导致的分解反应最小化，并且 能够与添加剂结合显示出目标性能即可。例如，可采用腈基溶剂、环型碳酸酯溶剂、线型碳 酸酯溶剂、酯溶剂、醚溶剂、或酮溶剂等。这些溶剂可以单独使用、或以两个或更多个组合使 用。
[0044] 在有机溶剂中，可容易地采用碳酸酯基有机溶剂。环型碳酸酯溶剂可为选自碳酸 亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)和碳酸亚丁酯(BC)所构成的组中的一个，或者至少两个的混 合物。线型碳酸酯溶剂可为选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳 酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)和碳酸乙丙酯(EPC)所构成的组中的一个或至少两个的 混合物。
[0045]腈基溶剂可为选自乙腈、丙腈、丁腈、戊腈、辛腈、庚腈、环戊腈、环己腈、2-氟苯甲 腈、4-氟苯甲腈、二氟苯甲腈、三氟苯甲腈、苯乙腈、2-氟苯乙腈和4-氟苯乙腈所构成的组中 的至少一个。根据本发明的实施方式的非水溶剂可为乙腈。
[0046]同时，根据本发明的实施方式的锂二次电池可包括正极、负极、设置于所述正极与 所述负极之间的隔膜、和非水电解液。根据本发明的实施方式，正极和负极可分别包含正极 活性材料和负极活性材料。
[0047] 同时，负极活性材料可包括非晶碳和结晶碳，且可以采用如下的材料:碳材料，例 如非石墨化(碳、石墨化碳等;金属复合氧化物，例如Li xFe203(0<x<l)、LixW0 2(0<x<l)、 SnxMei-xMe 'y0z(Me :Mn、Fe、Pb和Ge ;Me ' ： A1、B、P、Si、周期表中 I、Π 、ΙΠ 主族元素及卤素；0〈x 彡1; l<y<3; Kz<8)等；锂金属；锂合金;娃基合金;锡基合金;氧化物，例如SnO、Sn〇2、 ?13〇、卩13〇2、？匕2〇3、？匕3〇4、3匕2〇3、3匕2〇4、3匕2〇5、66〇、66〇2、812〇3、812〇4、812〇5等 ；导电聚合物，例如 聚乙块;及裡钻银基材料。
[0048] 另外，隔膜可以为多孔聚合物膜，举例来说，采用聚烯烃基聚合物制造的多孔聚合 物膜;例如，单独采用乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/ 丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/ 甲基丙烯酸酯共聚物，或者采用上述聚合物材料中至少两种的堆叠膜。除此之外，可使用常 规的多孔无纺布，例如，采用高熔点玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等制成的多孔无 纺布，而没有特别限制。
[0049] 根据实际用途，所述二次电池可具有多种类型，诸如柱型、棱柱型、袋型等，且本发 明不限于本领域的已知构造。根据本发明实施方式的锂二次电池可为袋型二次电池。
【具体实施方式】
[0050] 下文中，将参考实施例和试验性实施例对本发明作更详细的阐述，然而本发明内 容并不限于下述实施例和试验性实施例。
[0051 ] 实施例 [0052] 实施例1 [0053][电解液的制备]
[0054] 通过加入含有碳酸亚乙酯(EC):碳酸甲乙酯(EMC) = 3:7(体积比）组分比的非水有 机溶剂，基于非水电解液的总量加入作为锂盐的浓度为〇.9mol/L的LiPF6和浓度O.lmol/L 的双(氟代磺酰基)酰亚胺锂，以及基于非水电解液的总量加入作为添加剂的5重量％的二 (1，1，1，2,2,3,3,4,4_九氟戊基)醚，制备非水电解液。
[0055][锂二次电池的制备]
[0056] 将92重量％的作为正极活性材料的Li(NiQ.6C〇Q.2Mn().2)〇2,4重量％的作为导电材 料的炭黑（carbon black)，4重量％的作为粘合剂的聚偏二氟乙稀(PVdF)加入到N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶剂中以制备正极混合浆料。将所述正极混合浆料涂布到厚度为20μπι的铝 (Α1)薄膜的正极集电器上，经烘干和辑压(roll press)以制得正极。
[0057]另外，分别地采用含量比例为96重量％的作为负极活性材料的碳粉末、3重量％的 作为粘合剂的PVdF和1重量％的作为导电剂的炭黑(carbon black)，并添加到NMP溶剂中以 制备负极混合浆料。将负极混合浆料涂布到厚度为1〇μπι的铜(Cu)薄膜的负极集电器上，经 烘干和辊压以制得负极。
[0058]采用制得的正极和负极，且将制得的正极和负极与三层的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯 (PP/PE/PP)隔膜组合来制造聚合物型电池，将上述制得的非水电解液注入到聚合物型电池 中以完成锂二次电池。
[0059] 实施例2
[0060] 除了基于非水电解液的总量，采用作为锂盐的0.7mol/L的LiPF6和0.3mol/L的双 (氟代磺酰基)酰亚胺锂之外，通过执行实施例1中描述的相同步骤获得非水电解液和锂二 次电池。
[0061 ] 实施例3
[0062] 除了基于非水电解液的总量，采用作为锂盐的0.6mol/L的LiPF6和0.4mol/L的双 (氟代磺酰基)酰亚胺锂之外，通过执行实施例1中描述的相同步骤获得非水电解液和锂二 次电池。
[0063] 实施例4
[0064] 除了基于非水电解液的总量，采用作为锂盐的0.5mol/L的LiPF6和0.5mol/L的双 (氟代磺酰基)酰亚胺锂之外，通过执行实施例1中描述的相同步骤获得非水电解液和锂二 次电池。
[0065] 实施例5
[0066] 除了采用二（1，1，1，2,2,3,3,4,4,5,5-^氟戊基)醚代替二（1，1，1，2，2，3，3，4， 4_九氟戊基)醚之外，通过执行实施例1中描述的相同步骤获得非水电解液和锂二次电池。
[0067] 实施例6
[0068] 除了采用CF3CH2〇CF2CF2H(AE3000，Asahi Glass Co.，Ltd.)代替二（1，1，1，2,2,3， 3,4,4_九氟戊基)醚之外，通过执行实施例1中描述的相同步骤获得非水电解液和锂二次电 池。
[0069] 对比实施例1
[0070] 除了基于非水电解液的总量，采用作为锂盐的0.4mol/L的LiPF6和0.6mol/L的双 (氟代磺酰基)酰亚胺锂之外，通过执行实施例2中描述的相同步骤获得非水电解液和锂二 次电池。
[0071] 对比实施例2
[0072] 除了没有加入添加剂之外，通过执行实施例2中描述的相同步骤获得非水电解液 和锂二次电池。
[0073] 对比实施例3
[0074]除了采用Li(NiQ.5C〇Q.3Mn().2)〇2作为正极活性材料之外，通过执行实施例2中描述 的相同步骤获得非水电解液和锂二次电池。
[0075]试验性实施例
[0076][高温存储后的输出性能]
[0077]将实施例1-6和对比实施例1-3中制造的二次电池于60 °C存储16周，采用23°C下以 5C充电和放电10秒所产生的电压差来计算上述二次电池的输出功率。16周后的输出功率基 于初始输出功率以百分数计算出（16周后的输出功率(W)/初始输出功率(W)* 100( % ))，结 果示于下表1中。该测试于50%充电状态(SOC, state of charge)下进行。
[0078][高温存储后的电容量性能]
[0079 ]将实施例1 -6和对比实施例1 -3中制造的二次电池以1C于恒定电流/恒定电压(CC/ CV)条件下充电至4.2V/38mA，然后以3C在CC条件下放电至2.5V，测量上述电池的放电容量。 随后，将实施例1-6和对比实施例1-3中制造的二次电池于60°C存储16周，在23°C下以1C于 恒定电流/恒定电压(CC/CV)条件下充电至4.2V/38mA，并以3C在CC条件下放电至2.5VJ6周 后的放电容量基于初始放电容量以百分数计算出（16周后的放电容量/初始放电容量* 100 (%))，结果示于下表1中。
[0080] [测量电池的厚度]
[0081] 将实施例1-6和对比实施例1-3中制造的二次电池于60°C存储16周，相对于电池的 初始厚度测量出其厚度增加率（％ )。结果示于下表1中。
[0082] [表1]
[0083]
[0084] 如表1所示，由于实施例1-5的二次电池采用氟化醚化合物作为添加剂，电池的高 温稳定性提高，内阻的升高率降低。因此，当与对比实施例1-3的二次电池的高温存储后的 性能（电容量性能和输出性能）比较时，实施例1 -5的二次电池的高温存储后的性能可通过 与双(氟代磺酰基)酰亚胺锂盐的结合变好。
[0085] 同时，由于对比实施例2中没有采用氟化醚化合物，高温存储后的厚度增加率为 19.7%，这意味着电池已过度溶胀。另外，实施例6的二次电池的电容量性能和输出性能不 如实施例1-5的二次电池的上述性能，尽管在实施例6的二次电池中将氟化醚化合物用作添 加剂。关于实施例6的二次电池的电容量性能和输出性能差的原因，考虑如下:实施例6的二 次电池中加入的氟化醚化合物在氧原子的两边独立地各具有包含5个氟原子或少于5个氟 原子的烷基，而实施例1-5的二次电池中加入的氟化醚化合物在氧原子的两边独立地各具 有包含5个氟原子或多于5个氟原子的烷基。
[0086][室温下的寿命特性]
[0087] 将实施例1-6和对比实施例1-3制造的二次电池于23°C下以1C在CC/CV条件下充电 至4.2V/38mA，并以3C在CC条件下放电至2.5V，测量二次电池的放电容量。从第1次到第800 次循环反复进行此实验。第800次循环的放电容量基于第1次循环的放电容量以百分数计算 出(第800次循环的电容量/第1次循环的电容量（％ ))，由此获得的数据示于下表2中。
[0088][高温下的寿命特性]
[0089] 将实施例1-6和对比实施例1-3制造的二次电池于45°C下以1C在CC/CV条件下充电 至4.2V/38mA，并以3C在CC条件下放电至2.5V，测量二次电池的放电容量。从第1次到第800 次循环反复进行此实验。第800次循环的放电容量基于第1次循环的放电容量以百分数计算 出(第800次循环的电容量/第1次循环的电容量（％ ))，由此获得的数据示于下表2中。
[0090] [表 2]
[0091]
[0092] 如表2所示，可以确保实施例1-5的锂二次电池的室温和高温下的寿命特性是优于 对比实施例1-3的锂二次电池的寿命特性。并且，可以发现采用Li(Ni Q.5CoQ.3Mn().2)0 2作为正 极活性材料的对比实施例3的锂二次电池的室温和高温下的寿命特性显著地差。
[0093] 同时，实施例6的锂二次电池在室温和高温下的寿命特性不如实施例1-5的锂二次 电池的寿命特性，原因在于，实施例6的二次电池中加入的氟化醚化合物在氧原子的两边独 立地各具有包含5个氟原子或少于5个氟原子的烷基。
【主权项】
1. 一种锂二次电池，所述锂二次电池包含： 非水电解液，所述非水电解液包含作为添加剂的双(氟代磺酰基）酰亚胺锂(Lithium bis (f luorosulf onyl) imide; LiFSI)和氣化酿化合物； 正极，所述正极包含作为正极活性材料的锂-镍-锰-钴基氧化物； 负极;和 隔膜。2. 如权利要求1所述的锂二次电池，其中所述锂-镍-锰-钴基氧化物由以下化学式1表 示： [化学式1] Lii+x(NiaC〇bMnc)〇2 在上述化学式中，0.55彡a彡0.65，0· 18彡b彡0.22，0· 18彡c彡0.22，-0· 2彡X彡0.2且X+ a+b+c = 1 〇3. 如权利要求1所述的锂二次电池，其中所述非水电解液进一步包含锂盐。4. 如权利要求3所述的锂二次电池，其中所述锂盐和所述双氟代磺酰基酰亚胺锂的混 合比例按摩尔比为从1:0.01至1:1。5. 如权利要求1所述的锂二次电池，其中所述双(氟代磺酰基)酰亚胺锂(LiFSI)在所述 非水电解液中的浓度为从〇. Olmol/L至2mol/L。6. 如权利要求3所述的锂二次电池，其中所述锂盐为选自：LiPF6、LiAsF6、LiCF 3S03、LiN (〇卩33〇2)2、1^8卩6、1^5匕卩6、1^~(〇2卩53〇2)2、1^厶1〇4、1^厶1(：14、1^5(^^3和1^(：1〇4所构成的组中的 一个或者至少两个的混合物。7. 如权利要求1所述的锂二次电池，其中所述氟化醚化合物为选自以下化学式2表示的 化合物中的至少一个： [化学式2]其中RdPR2独立地为具有2-6个碳原子和至少5个氟原子的线型或支链型烷基。8. 如权利要求1所述的锂二次电池，其中所述氟化醚化合物为选自二（I，I，1，2，2，3，3， 4,4_九氟戊基)醚和二(1，1，1，2,2,3,3,4,4,5,5-^氟戊基)醚中的至少一个。9. 如权利要求1所述的锂二次电池，其中所述双(氟代磺酰基)酰亚胺锂的含量，基于所 述非水电解液的总量，为1重量％_20重量％。10. 如权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述非水电解液包含非水有机溶剂，并且所 述非水有机溶剂包括:腈基溶剂、线型碳酸酯溶剂、环状碳酸酯溶剂、酯溶剂、醚溶剂、酮溶 剂或者上述溶剂的组合。11. 如权利要求10所述的锂二次电池，其中所述环状碳酸酯为选自：碳酸亚乙酯(EC)、 碳酸亚丙酯(PC)和碳酸亚丁酯(BC)所构成的组中的一个或者至少两个的混合物，并且所述 线型碳酸酯为选自：碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯（DEC)、碳酸二丙酯（DPC)、碳酸甲乙酯 (EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)和碳酸乙丙酯(EPC)所构成的组中的一个或者至少两个的混合物。12. 如权利要求10所述的锂二次电池，其中所述腈基溶剂为选自：乙腈、丙腈、丁腈、戊 腈、辛腈、庚腈、环戊腈、环己腈、2-氟苯甲腈、4-氟苯甲腈、二氟苯甲腈、三氟苯甲腈、苯乙 腈、2-氟苯乙腈、4-氟苯乙腈所构成的组中的至少一个。13.如权利要求1-12任一项所述的锂二次电池，其中所述二次电池是袋型锂二次电池。
【文档编号】H01M10/0567GK105934848SQ201580005363
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年9月25日
【发明人】金书奇, 李哲行, 林永敏, 金广渊
【申请人】株式会社Lg化学