用于锂二次电池的电解质溶液和包含其的锂二次电池

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1.本发明涉及一种用于锂二次电池的电解质溶液和包含其的锂二次电池。所述电解质溶液可以改善锂二次电池在高电压条件下的寿命特性。


背景技术:

2.锂二次电池是一种储能装置,其包含:正电极,其配置为在充电过程中提供锂;负电极,其配置为在充电过程中接收锂;电解质,其用作锂离子转移介质;以及隔膜,其配置为将正电极和负电极彼此分开。锂二次电池通过锂离子在正电极和负电极嵌入/脱嵌时的化学势变化来生成和储存电能。
3.锂二次电池主要用于便携式电子设备。然而,近年来,随着电动车辆(ev)和混合动力电动车辆(hev)的商业化,锂二次电池也用作电动车辆和混合动力电动车辆的储能装置。
4.同时,为了增加电动车辆的续航距离,已进行了提高锂二次电池能量密度的研究。可以通过增加正电极的容量来增加锂二次电池的能量密度。
5.可以通过使用富ni方法或者通过将正电极充电电压增加至高电压来增加正电极的容量,所述富ni方法是增加形成正电极活性材料的ni-co-mn氧化物中ni含量的方法。
6.然而,富ni的ni-co-mn氧化物具有不稳定的晶体结构,同时表现出高界面反应性,从而加速循环过程中的降解,因此难以确保锂二次电池的长期性能。
7.换言之,由富ni的ni-co-mn氧化物制成的正电极具有以下问题:电解质溶液进行氧化分解,正电极与电解质溶液之间进行界面反应,金属溶出,气体生成,相变为无活性立方型状态,负电极处金属沉积增加,电池的界面电阻增加,加速降解,充放电性能下降,以及由于高ni含量和在充电期间电解质溶液中形成的ni
4+
的高反应性,导致在高温不稳定,从而降低了电池的安全性和寿命。
8.此外,为了增加负电极的容量并同时增加正电极的容量,持续进行对含硅的硅-石墨负电极活性材料的研究和开发。然而,仍存在以下问题:由于硅体积的变化和界面不稳定性,电池的寿命会降低。
9.例如,对于硅-石墨负电极,充电过程中晶格体积增加至300%或更大,放电过程中体积减小,由于与lipf6盐的界面反应而大量形成si表面灭活化学物质,并且由于sei的覆盖率低、机械强度低、界面电阻增加、性能下降、气体生成和电解质溶液消耗而导致电池的安全性和寿命降低。
10.本节中公开的事项仅用于加强对本发明一般背景的理解,不应被视为承认或以任何形式暗示这些事项构成本领域技术人员已知的相关技术。


技术实现要素:

11.在优选的方面,提供了一种用于锂二次电池的电解质溶液和包含其的锂二次电池,所述电解质溶液能够同时改善在高电压条件下的硅-石墨负电极的sei稳定性和正电极的sei稳定性,从而确保高容量正电极的充放电性能的稳定性。
12.本发明的目的不限于前述目的,本领域技术人员将基于以下描述而清楚地理解其他未提及的目的。
13.在一方面,提供了一种用于锂二次电池的电解质溶液,其可以包含锂盐、溶剂和功能性添加剂。功能性添加剂可以包含高电压添加剂,所述高电压添加剂包含第一高电压添加剂和第二高电压添加剂。
14.如本文所用的术语“高电压添加剂”是指用于锂二次电池的电解质溶液组成的组分,其是有助于改善在高电压条件下的例如硅-石墨负电极和/或正电极的sei稳定性的特定组分,所述高电压条件例如是大于约2.0v,大于约2.5v,大于约3.0v,大于约3.5v,大于约4.0v,或在约2.0v至4.5v范围内。
15.第一高电压添加剂和第二高电压添加剂可以独立起作用,并且可以是相同或不同的类型。例如,如果第一高电压添加剂和第二高电压添加剂不同,则第一高电压添加剂可以具有改善电解质溶液的氧化稳定性并在正电极和负电极各自的表面形成保护层的特性,而第二高电压添加剂可以相对于第一高电压添加剂而言独立地或附加地具有在负电极的表面形成保护层的特性。
16.特别地,第一高电压添加剂可以包括具有式1结构的六氟戊二酸酐,并且第二高电压添加剂可以包括具有式2结构的氟代碳酸乙烯酯。
[0017][0018][0019]
基于电解质溶液的重量,电解质溶液可以包含约0.6至4.0重量%的量的高电压添加剂。
[0020]
基于电解质溶液的重量,电解质溶液可以包含约0.1至1.5重量%的量的第一高电压添加剂,并且基于电解质溶液的重量,电解质溶液可以包含约0.5至2.5重量%的量的第二高电压添加剂。
[0021]
基于电解质溶液的重量,电解质溶液可以包含约1.1至3.0重量%的量的高电压添加剂。
[0022]
电解质溶液可以包含基于电解质溶液的重量的量为约0.1至1.0重量%的第一高电压添加剂以及基于电解质溶液的重量的量为约1.0至2.0重量%的第二高电压添加剂。
[0023]
功能性添加剂可以进一步包含碳酸亚乙烯酯(vc)作为负电极膜添加剂。
[0024]
基于电解质溶液的重量,电解质溶液可以包含约0.5至3.0重量%的量的负电极膜添加剂。
[0025]
基于电解质溶液的重量,电解质溶液可以包含约5重量%或更小的量的功能性添加剂。
[0026]
电解质溶液可以包含基于电解质溶液的重量的量为约0.1至1.0重量%的第一高电压添加剂、基于电解质溶液的重量的量为约1.0至2.0重量%的第二高电压添加剂以及基于电解质溶液的重量的量为约1.5至2.5重量%的负电极膜添加剂。
[0027]
锂盐可以包括选自以下中的一种或多种:lipf6、libf4、liclo4、licl、libr、lii、lib
10
cl
10
、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、lin(so2c2f5)2、li(cf3so2)2n、lic4f9so3、lib(c6h5)4、lib(c2o4)2、lipo2f2、li(so2f)2n(lifsi)和(cf3so2)2nli。
[0028]
溶剂可以包括选自以下中的一种或多种:碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂和酮类溶剂。
[0029]
在一方面,提供了一种包含电解质溶液的锂二次电池。锂二次电池可以进一步包含:正电极,其包含正电极活性材料,所述正电极活性材料包含ni、co和mn;负电极,其包含碳(c)基负电极活性材料、硅(si)基负电极活性材料、或它们的组合;以及隔膜,其插入正电极和负电极之间。
[0030]
基于正电极的总重量,正电极可以包含约80重量%或更大的量的ni。
[0031]
本发明的其他方面公开于下文中。
附图说明
[0032]
将从以下结合附图的详细描述中更清楚地理解本发明的以上及其他的目的、特征和其他优点,其中:
[0033]
图1是显示了根据本发明示例性实施方案的实施例和比较例的充放电实验结果的图;
[0034]
图2是根据本发明示例性实施方案的实施例和比较例的在充放电实验后负电极颗粒中的硅(sio)颗粒表面的结果照片;
[0035]
图3是根据本发明示例性实施方案的实施例和比较例的在充放电实验后负电极颗粒中的石墨颗粒表面的结果照片;
[0036]
图4是根据本发明示例性实施方案的实施例和比较例的在充放电实验后正电极颗粒表面的结果照片;
[0037]
图5是根据本发明示例性实施方案的实施例和比较例的在充放电实验后正电极的关于f1s的分析图;
[0038]
图6是根据本发明示例性实施方案的实施例和比较例的在充放电实验后正电极的关于mn 2p的分析图;
[0039]
图7是根据本发明示例性实施方案的实施例和比较例的在充放电实验后正电极的关于m-o的分析图;
[0040]
图8是根据本发明示例性实施方案的实施例和比较例的在充放电实验后负电极的关于mn 2p的分析图;以及
[0041]
图9是显示了根据本发明示例性实施方案的实施例和比较例的充放电实验结果的图。
具体实施方式
[0042]
在下文中,将参考附图详细描述本发明的示例性实施方案。然而,本发明不限于以下公开的实施方案并且可以以各种不同的形式实施,在本文中提供实施方案是为了使本发明的公开内容完整并将本发明的范围完全传达至本领域技术人员。在整个附图说明中,相同的附图标记指代相同的元件。在附图中,为了清楚起见,可能放大结构的尺寸。将理解的是,尽管本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但这些元件不应被解释为受这些术语的限制,这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如,在本发明所限定的范围内,“第一”元件可以称为“第二”元件,类似地,“第二”元件可以称为“第一”元件。除非上下文另有明确指示,否则单数形式旨在也涵盖复数含义。
[0043]
将进一步理解的是,当用于本说明书中时,术语如“包含/包括”或“具有”指定存在所述的特征、数值、步骤、操作、元件、组分或其组合,但不排除存在或添加一个或多个其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组分或其组合。此外,将理解的是,当元件(如层、膜、区域或基板)被称为在另一个元件“上面”时,它可以直接在另一个元件上面,或者也可以存在中间元件。还将理解的是,当元件(如层、膜、区域或基板)被称为在另一个元件“下面”时,它可以直接在另一个元件下面,或者也可以存在中间元件。
[0044]
除非上下文另有明确说明,否则本说明书中使用的表示成分、反应条件、聚合物组成和混合物量的所有数量、数字和/或表述均为近似值,其特别是反映了在获得这些数字时固有地发生的各种测量不确定性。出于该原因,应理解的是,在所有情况下,术语“约”应理解为修饰所有此类数量、数字和/或表述。除非特别说明或由上下文显而易见的,否则如本文所使用的术语“约”理解为在本领域的正常公差范围内,例如在均值的2个标准偏差内。“约”可以理解为在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%内。除非上下文另有明确说明,否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。
[0045]
此外,当在说明书中公开数值范围时,除非另有定义,否则这些范围是连续的,并且包括从最小值至最大值的所有数值,包括每个范围内的最大值。此外,当范围是指整数时,除非另有定义,否则范围包括从最小值至最大值的所有整数,包括范围内的最大值。
[0046]
应理解的是,在说明书中,当提及关于参数的范围时,参数涵盖在范围内公开的所有数字,包括端点。例如,“5至10”的范围包括数字5、6、7、8、9和10,任意子范围(如6至10、7至10、6至9和7至9的范围),以及在落在该范围内的适当整数之间的任何数字(如5.5、6.5、7.5、5.5至8.5和6.5至9)。此外,例如,“10%至30%”的范围涵盖所有整数(其包括数值如10%、11%、12%和13%以及30%),任何子范围(如10%至15%、12%至18%或20%至30%),以及在落入该范围内的适当整数之间的任何数值(如10.5%、15.5%和25.5%)。
[0047]
应理解的是,如本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车辆(如乘用车(包括运动型多功能车辆(suv))、大客车、卡车、各种商用车辆)、船只(包括各种小船和轮船)、飞行器等,并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如源自石油以外资源的燃料)。如本文所提及的,混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆,例如兼具汽油动力和电力动力的车辆。
[0048]
根据本发明的各种示例性实施方案的用于锂二次电池的电解质溶液是形成应用于锂二次电池的电解质的材料,所述电解质溶液包含锂盐、溶剂和功能性添加剂。
[0049]
锂盐可以包括选自以下中的一种或多种:lipf6、libf4、liclo4、licl、libr、lii、lib
10
cl
10
、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、lin(so2c2f5)2、li(cf3so2)2n、lic4f9so3、lib(c6h5)4、lib(c2o4)2、lipo2f2、li(so2f)2n(lifsi)和(cf3so2)2nli。
[0050]
锂盐可以包含在电解质溶液中以具有约0.1至3.0的总摩尔浓度。
[0051]
选自以下中的任何一种或者两种或更多种的混合物可以用作溶剂:碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂和酮类溶剂。
[0052]
以下可以用作碳酸酯类溶剂:碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙丙酯(epc)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸丁烯酯(bc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)或碳酸亚乙烯酯(vc)。以下可以用作酯类溶剂:γ-丁内酯(gbl)、乙酸正甲酯、乙酸正乙酯或乙酸正丙酯。二丁醚可以用作醚类溶剂。然而,本发明并不局限于此。
[0053]
此外,溶剂可以进一步包括芳烃类有机溶剂。芳烃类有机溶剂的具体例子可以包括:苯、氟苯、溴苯、氯苯、环己基苯、异丙基苯、正丁基苯、辛基苯、甲苯、二甲苯和均三甲苯,其可以单独使用或组合使用。
[0054]
在一方面,电解质溶液可以适当地包含第一高电压添加剂(例如具有式1结构的六氟戊二酸酐)和第二高电压添加剂(例如具有式2结构的氟代碳酸乙烯酯),可以用作添加到根据本发明实施方案的电解质溶液中的功能性添加剂。
[0055][0056][0057]
第一高电压添加剂(例如六氟戊二酸酐)可以改善电解质溶液的氧化稳定性并在正电极和负电极各自的表面上形成保护层,并且可以适当地以基于电解质溶液的重量为约0.1至1.5重量%的量添加。优选地,基于电解质溶液的重量,可以适当地添加约0.4至1.0重量%的量的第一高电压添加剂。
[0058]
第二高电压添加剂(例如氟代碳酸乙烯酯)可以在负电极的表面形成保护层,并且可以适当地以基于电解质溶液的重量为约0.5至2.5重量%的量添加。优选地,基于电解质溶液的重量,可以适当地添加约1.0至2.0重量%的量的第二高电压添加剂。
[0059]
因此,基于电解质溶液的重量,高电压添加剂的总添加量可以为约0.6至4.0重量%。优选地,基于电解质溶液的重量,高电压添加剂的总添加量可以为约1.1至3.0重量%。
[0060]
当高电压添加剂的添加量小于约0.6重量%或特别地小于约1.1重量%时,改善电解质溶液的氧化稳定性的效果可能是不完全的,并且难以形成足够的表面保护层,从而使
得预期效果是不完全的。当高电压添加剂的添加量大于约4.0重量%或特别地约3.0重量%时,由于形成过量的表面保护层,电池的电阻增加,从而使得电池的寿命减少。
[0061]
同时,可以进一步添加用于在负电极上形成膜的负电极膜添加剂作为功能性添加剂。例如,碳酸亚乙烯酯(vc)可以适当地用作负电极膜添加剂。
[0062]
优选地,基于电解质溶液的重量,可以添加约0.5至3.0重量%的量的负电极膜添加剂。特别地,负电极膜添加剂的添加量可以为约1.5至2.5重量%。
[0063]
当负电极膜添加剂的添加量小于约0.5重量%时,电池的长期寿命特性可能会恶化。当负电极膜添加剂的添加量大于约3.0重量%时,由于形成过量的表面保护层,电池的电阻可能会增加,从而使得电池输出降低。
[0064]
特别地,基于电解质溶液的重量,由第一高电压添加剂、第二高电压添加剂和负电极膜添加剂组成的功能性添加剂的总添加量可以为约5重量%或更小。
[0065]
同时,除了电解质溶液以外,根据本发明的实施方案的锂二次电池还包含正电极、负电极和隔膜。
[0066]
正电极包含ncm基正电极活性材料,所述ncm基正电极活性材料包含ni、co和mn。特别地,正电极中包含的正电极活性材料仅由具有约80重量%或更高的ni的ncm基正电极活性材料组成。
[0067]
负电极包含选自碳(c)基负电极活性材料和硅(si)基负电极活性材料中的至少一种。
[0068]
选自以下中的至少一种可以用作碳(c)基负电极活性材料:人造石墨、天然石墨、石墨化碳纤维、石墨化中间相炭微球、富勒烯和无定形碳。
[0069]
硅(si)基负电极活性材料包括氧化硅、硅颗粒和硅合金颗粒。
[0070]
同时,通过以下方式来制造正电极和负电极中的每一者:将活性材料、导电剂、粘合剂和溶剂相互混合来制造电极浆料,用电极浆料直接涂覆集电体,并干燥电极浆料。此时,铝(al)可以用作集电体。然而,本发明并不局限于此。这种电极制造方法在本发明所属领域是众所周知的,因此将省略对其详细描述。
[0071]
粘合剂用于将活性材料颗粒适当地相互附接或将活性材料颗粒适当地附接至集电体。例如,以下可以用作粘合剂:聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、包含环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸酯化丁苯橡胶、环氧树脂或尼龙。然而,本发明并不局限于此。
[0072]
此外,导电剂用于为电极提供导电性。导电剂没有特别限制,只要导电剂表现出高导电性而且导电剂不会在应用所述导电剂的电池中引起任何化学变化即可。例如,以下可以用作导电剂:天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、金属粉末(如铜粉、镍粉、铝粉或银粉)或金属纤维。此外,导电材料(如聚苯衍生物)可以单独使用或组合使用。
[0073]
隔膜防止正电极和负电极之间短路,并为锂离子提供移动路径。已知的聚烯烃类聚合物膜(如聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯/聚丙烯、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯、或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯)、其多层膜、微孔膜、织造织物或非织造织物可以用作隔膜。此外,可以使用涂覆有稳定性优异的树脂的多孔聚烯烃膜。
[0074]
实施例
[0075]
在下文中,将通过本发明的实施例和比较例来描述本发明。
[0076]
实验1:根据功能性添加剂的种类和添加量的高温(45℃)充放电特性(全电池)实验
[0077]
为了确定根据添加至电解质溶液的功能性添加剂的种类和添加量的充放电特性,如下表1所示,在改变功能性添加剂的种类和添加量的同时,测量在高温(45℃)下的初始容量和100次循环后的容量保持率,结果示于表1和图1中。此外,为了确定根据功能性添加剂在电解质溶液中的添加的正电极表面保护效果,观察100次循环后的正电极表面,负电极颗粒和正电极颗粒的表面的结果照片示于图2至图4中。
[0078]
硅(sio)颗粒表面的结果照片和石墨颗粒表面的结果照片分别示于图2和图3中。
[0079]
此时,在2.5至4.35v、1c和45℃下进行循环,1m的lipf6用作制造电解质溶液所需的锂盐,并且以25:45:30的体积比混合的碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)和碳酸二乙酯(dec)的混合物用作溶剂。
[0080]
ncm811用作正电极,并且石墨+sio用作负电极。
[0081]
表1
[0082][0083]
首先,如表1和图1所示,与仅使用vc的比较例1相比,在根据本发明的高电压添加剂的种类和添加量有变化并同时使用了常规的一般功能性添加剂vc的实施例1至实施例4中,改善了容量保持率。
[0084]
特别地,在选择并添加第一高电压添加剂和第二高电压添加剂之一的比较例2和比较例4中,容量保持率相比于比较例1是较低的。
[0085]
此外,在选择并添加第二高电压添加剂作为高电压添加剂但第二高电压添加剂的添加量小的比较例3中,容量保持率与比较例1相比是得到改善的,但却低于实施例1至实施例4。
[0086]
因此,即使当添加第一高电压添加剂和第二高电压添加剂之一的第一高电压添加剂作为功能性添加剂时,也达到了改善容量保持率的效果,但优选在添加量的指定范围内添加第一高电压添加剂和第二高电压添加剂这两者。
[0087]
图2是在高温(45℃)进行充放电特性(全电池)实验后负电极颗粒中的硅(sio)颗
粒表面的结果照片。如图2所示,在比较例1和比较例2中硅颗粒表面形成有裂纹,在比较例4中硅颗粒表面上形成厚膜。
[0088]
相反,在实施例1中,硅颗粒表面上形成均匀的膜。
[0089]
图3是在高温(45℃)进行充放电特性(全电池)实验后负电极颗粒中的石墨颗粒表面的结果照片。从图3可以看出,在比较例1和比较例4中石墨颗粒表面形成有裂纹,在比较例2中石墨颗粒表面上形成薄膜。
[0090]
相反,在实施例1中,石墨颗粒表面上形成均匀的膜。
[0091]
图4是在高温(45℃)进行充放电特性(全电池)实验后正电极颗粒表面的结果照片。从图4可以看出,与负电极的硅颗粒表面一样,在比较例1和比较例2中正电极颗粒表面形成有裂纹,在比较例4中正电极颗粒表面上形成厚膜。
[0092]
相反,在实施例1中,正电极颗粒表面上形成均匀的膜。
[0093]
实验2:在根据功能性添加剂的种类和添加量的高温(45℃)充放电特性(全电池)实验前后测量负电极的厚度
[0094]
在与实验1相同的条件下,在高温(45℃)进行充放电特性(全电池)实验,在实验前后测量负电极的厚度,结果示于表2中。
[0095]
表2
[0096][0097]
如表2所示,在根据本发明的高电压添加剂的种类和添加量有变化并同时使用了常规的一般功能性添加剂vc的实施例1至实施例4中,负电极的厚度变化率小于仅使用vc的比较例1。
[0098]
此外,在选择并添加第一高电压添加剂和第二高电压添加剂之一作为高电压添加剂的比较例2和比较例3中,负电极的厚度变化率小于比较例1。
[0099]
然而,在选择并添加第二高电压添加剂作为高电压添加剂但第二高电压添加剂的添加量大的比较例4中,负电极的厚度变化率相比于比较例1是较大的。
[0100]
因此,甚至在负电极的厚度变化率方面,也优选在添加量的指定范围内添加第一高电压添加剂和第二高电压添加剂这两者,它们作为高电压添加剂被添加用作功能性添加剂。
[0101]
实验3:根据功能性添加剂的种类和添加量的高温(45℃)充放电特性(全电池)实

[0102]
为了确定根据添加至参比电解质溶液(与实验1相比,包含变化的组分)的功能性添加剂的种类和添加量的充放电特性,如下表3所示,在改变功能性添加剂的种类和添加量的同时,测量在高温(45℃)下的初始容量和100次循环后的容量保持率,结果示于表3和图9中。
[0103]
此时,在2.5至4.35v、1c和45℃下进行循环,0.5m的lifsi+0.5m的lipf6用作制造电解质溶液所需的锂盐,并且以25:45:30的体积比混合的碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)和碳酸二乙酯(dec)的混合物用作溶剂。
[0104]
ncm811用作正电极,并且石墨+sio用作负电极。
[0105]
表3
[0106][0107]
如表3和图9所示,与仅使用vc的比较例5以及选择并添加第二高电压添加剂作为高电压添加剂的比较例6相比,在应用根据本发明的高电压添加剂的种类和添加量并同时使用了常规的一般功能性添加剂vc的实施例5中,改善了容量保持率。
[0108]
根据本发明的各种示例性实施方案,可以优选使用包含高电压添加剂的电解质溶液,从而确保在4.4v或更高的高电压下电解质溶液的氧化稳定性。因此,可以抑制高电压下的副反应性,从而可以改善锂二次电池的长期寿命特性。
[0109]
此外,通过电解质溶液可以抑制正电极表面的降解并且可以改善负电极膜的稳定性,从而增加锂二次电池的寿命。
[0110]
此外,可以确保电池在高温和高电压下的寿命稳定性,从而改善电池的适销性。
[0111]
尽管已经参考附图和以上示例性实施方案描述了本发明,但本发明并非由此限定,而是由所附权利要求限定。因此,对于本领域技术人员来说将显而易见的是,可以在不脱离所附权利要求的技术思想的情况下对本发明进行各种修改和变化。

技术特征:
1.一种用于锂二次电池的电解质溶液,所述电解质溶液包含锂盐、溶剂和功能性添加剂,其中,所述功能性添加剂包含高电压添加剂,所述高电压添加剂包含第一高电压添加剂和第二高电压添加剂,其中,所述第一高电压添加剂包括具有式1结构的化合物,所述第二高电压添加剂包括具有式2结构的化合物,2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质溶液,其中,基于电解质溶液的重量,所述电解质溶液包含0.6至4.0重量%的量的高电压添加剂。3.根据权利要求2所述的用于锂二次电池的电解质溶液,其中:基于电解质溶液的重量,所述电解质溶液包含0.1至1.5重量%的量的在高电压添加剂中的第一高电压添加剂,并且基于电解质溶液的重量,所述电解质溶液包含0.5至2.5重量%的量的第二高电压添加剂。4.根据权利要求2所述的用于锂二次电池的电解质溶液,其中,基于电解质溶液的重量,所述电解质溶液包含1.1至3.0重量%的高电压添加剂。5.根据权利要求4所述的用于锂二次电池的电解质溶液,其中,基于电解质溶液的重量,所述电解质溶液包含0.1至1.0重量%的量的第一高电压添加剂,并且基于电解质溶液的重量,所述电解质溶液包含1.0至2.0重量%的量的第二高电压添加剂。6.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质溶液,其中,所述功能性添加剂进一步包含碳酸亚乙烯酯作为负电极膜添加剂。7.根据权利要求6所述的用于锂二次电池的电解质溶液,其中,基于电解质溶液的重量,所述电解质溶液包含0.5至3.0重量%的量的负电极膜添加剂。8.根据权利要求7所述的用于锂二次电池的电解质溶液,其中,基于电解质溶液的重量,所述功能性添加剂的总添加量为5重量%或更小。9.根据权利要求8所述的用于锂二次电池的电解质溶液,其中,所述电解质溶液包含:第一高电压添加剂,其基于电解质溶液的重量的量为0.1至1.0重量%,第二高电压添加剂,其基于电解质溶液的重量的量为1.0至2.0重量%,以及负电极膜添加剂,其基于电解质溶液的重量的量为1.5至2.5重量%。10.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质溶液,其中,所述锂盐包括选自以
下中的一种或多种:lipf6、libf4、liclo4、licl、libr、lii、lib
10
cl
10
、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、lin(so2c2f5)2、li(cf3so2)2n、lic4f9so3、lib(c6h5)4、lib(c2o4)2、lipo2f2、li(so2f)2n和(cf3so2)2nli。11.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质溶液,其中,所述溶剂包括选自以下中的一种或多种:碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂和酮类溶剂。12.一种锂二次电池,其包含根据权利要求1所述的用于锂二次电池的电解质溶液。13.根据权利要求12所述的锂二次电池,其进一步包含:正电极,其包含正电极活性材料,所述正电极活性材料包含ni、co和mn;负电极,其包含碳基负电极活性材料、硅基负电极活性材料、或它们的组合;以及隔膜,其插入正电极和负电极之间。14.根据权利要求13所述的锂二次电池,其中,基于正电极的重量,所述正电极包含80重量%或更大的量的ni。

技术总结
公开了一种用于锂二次电池的电解质溶液和包含其的锂二次电池,所述电解质溶液能够改善锂二次电池在高电压条件下的寿命特性。所述电解质溶液可以包含锂盐、溶剂和功能性添加剂。特别地,所述功能性添加剂包含高电压添加剂,所述高电压添加剂包含第一高电压添加剂(例如六氟戊二酸酐)和第二高电压添加剂(例如氟代碳酸乙烯酯)。氟代碳酸乙烯酯)。氟代碳酸乙烯酯)。


技术研发人员:金高恩 吴承旼 李尹圣 潘盛皓 李俊基 南熙范 宋丞婉 吴珉根 郭世贤
受保护的技术使用者:起亚株式会社 忠南大学校产学协力团
技术研发日:2022.11.18
技术公布日:2023/9/13
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