[发明专利]用于非水性电解质的含氰基的添加剂以及使用该添加剂的电化学装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于非水性电解质的添加剂，所述添加剂具有较低的还原 电势和高氧化稳定性，本发明还涉及一种含有所述添加剂从而改进电化学 装置的总体质量的非水性电解质，以及包括所述非水性电解质的电化学装 置。

背景技术

近来，随着电子设备的尺寸越来越小和重量越来越轻，使得作为电子 设备电源的电池也需要缩小尺寸和减轻重量。作为一种结构紧凑的轻型高 容量可充电电池，锂蓄电池已经市场化并在便携式电子仪器和通讯设备中 广泛使用，所述仪器和设备例如小型摄像机、手机、笔记本电脑等。

锂蓄电池包括阴极、阳极和电解质。在第一次充电循环中，从阴极活 性物质中脱出的锂离子嵌入到阳极活性物质(例如碳颗粒)中，然后在放电 时再次脱出。由于锂离子以上述方式在两个电极之间交换时传递了能量， 所以电池可以被再充电。

然而，随着电池重复进行充电/放电循环，阴极活性物质的结构会逐 渐崩解，导致阴极质量的下降。另外，在阴极结构崩解时从阴极表面溶解 出来的金属离子会在阳极上形成电沉积，导致阳极被逐渐破坏。当阴极电 势升高或电池处于高温下时，电池质量的这种下降会有加快的趋势。

为解决上述问题，提出了下面这样一种方法：在电解质中加入一种物 质，该物质能在阴极上形成覆盖层而保护阴极(Electrochemical and Solid-State Letters，7，A462～465(2004))。另外，还提出了使用能够与金属 离子形成络合物的含碘化合物或含溴化合物作为添加剂来防止由从阴极 表面溶解出来的金属离子造成的对阳极的破坏(Journal of Power Sources， 119-121，378～382(2003))。

发明内容

技术问题

因此，考虑到上述问题，进行了本发明。本发明的发明人发现，如果 使用一种在结构中含有至少两个氰基和一个双键，并且所述氰基相对于所 述双键成反式构象的化合物来形成电解质，与不含双键或虽然含有双键但 是氰基相对于双键成顺式构象的相似化合物相比，可显著地改善电化学装 置的寿命。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于非水性电解质的具有上述特 性的添加剂和含有所述添加剂的非水性电解质。

本发明的另一目的是提供一种使用上述非水性电解质并具有改进的 质量的电化学装置。

技术方案

为了实现上述目的，提供了一种用于非水性电解质的添加剂，所述添 加剂如下式1所示，具有一个双键和至少两个氰基，其中所述两个氰基相 对于所述双键成反式构象：

[式1]

其中每一个R¹和R³各自独立地表示C₁～C₁₂亚烷基、C₁～C₁₂卤代亚 烷基、C₂～C₁₂亚烯基、C₂～C₁₂亚炔基、C₇～C₁₈亚苯甲基或C₇～C₁₈卤代亚 苯甲基；

每一个R²和R⁴各自独立地表示氢原子、C₁～C₁₂烷基、C₁～C₁₂卤代烷 基、C₂～C₁₂烯基、C₁～C₁₂烷氧基、C₃～C₁₈芳基、C₃～C₁₈卤代芳基、C₇～C₁₈苯甲基、C₇～C₁₈卤代苯甲基、卤原子或者氰基基团(-CN)；并且

每一个m和n各自独立地为0或1。

此外，本发明提供一种非水性电解质，包括电解质盐、有机溶剂和用 于非水性电解质的添加剂，其中所述添加剂为上式1所示的一种化合物， 它具有双键和至少两个氰基，所述氰基相对于所述双键成反式构象。