[发明专利]含有碘化物添加剂的电解液以及包括其的基于二氧化硫的二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池，更具体地，涉及能够改善能量效率、长寿命特性和阴极稳定性的、含有碘化物添加剂的电解液以及包括该电解液的基于二氧化硫的二次电池。

背景技术

随着消费者的需求向电子产品的数字化和高性能化等转变，市场需求也转向对薄型、轻量化且通过高能量密度而具有高容量的电池的开发。另外，为了应对未来的能源和环境问题，对混合动力电动汽车或电动汽车、以及燃料电池汽车的开发正活跃进行中，由此对用作汽车电源的电池产生了大型化的需求。

锂二次电池作为小型、轻量化且高容量的可充放电电池变得越来越实用化，并且使用在小型摄像机、移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备和通讯设备等。锂二次电池由阳极、阴极和电解液构成，并且通过如下过程实现充放电，即由于充电而从阳极的活性物质中脱嵌的锂离子在两个电极之间往返，例如，嵌入阴极的活性物质中并在放电时再次脱嵌等，从而起到传递能量的作用。

此外，最近对于利用钠来代替锂的基于钠的二次电池的研究再次受到关注。由于钠的资源储量丰富，只要能够制造出利用钠来代替锂的二次电池，就可以以低成本制造二次电池。

如上所述，虽然基于钠的二次电池是有益的，但是现有的基于金属钠的二次电池(例如NAS(Na-S电池)、ZEBRA(Na-NiCl₂电池))具有在室温下无法使用的问题，即，存在由于在高温下使用液态钠和阳极活性物质而导致的电池稳定性问题及腐蚀问题引起的电池性能低下的问题。此外，虽然最近对于利用钠离子的嵌入/脱嵌的钠离子电池的研究处于活跃状态，但是其能量密度和寿命特性依然低下。因此，产生了对于能够在室温下使用并且能量密度和寿命特性优异的基于钠的二次电池的需求。

现有技术文献

专利文献

第10-1520606号韩国专利(2015.05.11)

发明内容

解决的技术问题

本发明的目的在于提供能够改善能量效率、长寿命特性和阴极稳定性且含有碘化物添加剂的电解液、以及包括该电解液的基于二氧化硫的二次电池。

解决方法

为了实现上述目的，本发明提供使用在基于二氧化硫的二次电池中的电解液，该电解液包括二氧化硫(SO₂)、碱性金属盐和碘化物添加剂。

上述碘化物添加剂是NaI或LiI。

上述碘化物添加剂的含量是0.001M至0.5M。优选地，上述碘化物添加剂的含量是0.03M至0.1M。

上述二氧化硫和碱性金属盐是NaAlCl₄-xSO₂(1.5≤x≤3.0)或LiAlCl₄-xSO₂(1.5≤x≤3.0)。

本发明还提供包括含有二氧化硫(SO₂)、碱性金属盐和碘化物添加剂的电解液的基于二氧化硫的二次电池。

本发明还提供包括阴极、阳极、以及含有二氧化硫(SO₂)、碱性金属盐和碘化物添加剂的电解液的基于二氧化硫的二次电池，其中，阴极含有钠或锂，阳极含有碳材料。

此外，上述阴极可以是金属钠或金属锂。

技术效果

根据本发明，能够通过在基于二氧化硫的无机液体电解液中添加碘化物添加剂来改善能量效率、长寿命特性和阴极稳定性。

附图说明

图1是用于说明根据本发明包括含有碘化物添加剂的电解液的基于二氧化硫的二次电池的图。

图2是示出含有NaI的电解液的离子传导率的照片。

图3是示出根据实施方式和对比实施方式的基于二氧化硫的二次电池的充放电曲线的图。

图4是示出根据实施方式和对比实施方式的基于二氧化硫的二次电池的寿命特性的图。

图5是示出根据对比实施方式的基于二氧化硫的二次电池内的阴极的电沉积形状的照片。

图6是示出根据实施方式的基于二氧化硫的二次电池内的阴极的电沉积形状的照片。

具体实施方式

应注意，在以下说明中仅对理解本发明的实施方式所需的部分进行说明，并且在不使本发明的主旨模糊的情况下，将省略对其它部分的说明。