[发明专利]包括酰胺化合物的电解质和包括所述电解质的电化学设备

说明书

技术领域

本发明涉及包含具有特定结构的酰胺化合物的电解质，和包括所述电解质的电化学设备。

背景技术

已开发且目前投入使用了多种电化学设备，例如锂二次电池、电解电容器、双层电容器、电致变色显示器和染料敏化太阳能电池。特别地，正在进行多项研究以探寻染料敏化太阳能电池的未来实际应用。这种电化学设备采用多种电解质，它们正变得日益重要。

非水电解质溶液是目前使用最广泛的电解质。一般的非水电解质包括溶解于合适有机溶剂中的可电离(ionizable)盐，例如锂盐，所述有机溶剂例如碳酸亚乙酯、碳酸异丙烯酯、二甲氧基乙烷、γ-丁内酯(GBL)、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或乙腈。

然而，这种非水电解质中使用的有机溶剂由于低粘度而易于泄漏，且极易挥发，导致蒸发风险。有机溶剂高度易燃。这些问题使得包括非水电解质的电化学设备更加不耐久和不稳定。

在致力于解决以上问题过程中，提出了将基于咪唑鎓和基于铵的离子液体作为用于锂二次电池的电解质。然而，离子液体会在比阳极处的锂离子高的电压下还原，或者咪唑鎓阳离子和铵阳离子会与锂离子一起嵌入阳极，从而使电池性能变差。

韩国专利10-751203和未审查韩国专利申请10-2007-85575公开了作为电解质的低共熔混合物，其各自均包括酰胺化合物和锂盐，其中所述酰胺化合物为由相应分子式代表的乙酰胺、尿素、甲脲、己内酰胺、戊内酰胺、三氟乙酰胺、氨基甲酸酯、甲酰胺等。所述低共熔混合物具有相对较宽的电化学窗并表现出良好的热稳定性和化学稳定性。由于这些优点，所述低共熔混合物可防止蒸发和着火这些由于使用有机溶剂而引起的常规电解质的问题。

因此，对各种电解质的迅速开发正在积极地进行。特别地，对包含热稳定性更高且电化学窗更宽的化合物的电解质的需求正在增长，以适用于需要各种电化学特性的电化学设备。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决现有技术的所述问题，因而，本发明的一个目的是提供一种表现出良好热稳定性和化学稳定性的电解质，和包括所述电解质的电化学设备。

本发明的另一个目的是提供一种在设备中包含低电阻化合物的电解质，和包括所述电解质的电化学设备。

本发明的再一个目的是提供一种具有高电化学窗上限、低粘度和高离子电导率，同时具备良好热稳定性的电解质，和包括该电解质的电化学设备。

技术方案

为了实现这些目的，本发明提供一种包括酰胺化合物和可电离锂盐的电解质，其中所述酰胺化合物具有被至少一个烷氧基烷基基团取代的胺基团，并包括至少一个卤素原子，由式1表示：

其中R选自C₁-C₂₀卤代烷基基团、卤代烷基胺基团、卤代烯基基团和卤代芳基基团，R₁和R₂各自独立地选自氢、卤素原子、C₁-C₂₀烷基基团、烷基胺基团、烯基基团和C₁-C₂₀芳基基团，条件是R₁和R₂中的至少一个为由CH₃-(CH₂)_p-O(CH₂)_q-代表的烷氧基烷基基团，p为0至8的整数，q为1至8的整数，且

X选自硅、氧、磷、硫和氢，条件是i)当X为氢时，m为0，ii)当X为氧或硫时，m为1，iii)当X为氮或磷时，m为2，且iv)当X为硅时，m为3。