[发明专利]电解液添加剂和包含该电解液添加剂的锂二次电池

说明书

本发明可以提供一种电解液添加剂，该电解液添加剂包含用于形成膜的锂化合物以及来自含有氮原子的化合物的阴离子与Cs⁺或Rb⁺的盐。本发明还提供一种非水性电解液，该非水性电解液包含锂盐、非水性有机溶剂和所述电解液添加剂，其中，所述电解液添加剂还可以包含二氟双草酸磷酸锂，并且可以提供一种锂二次电池，包括：包含正极活性材料的正极；包含负极活性材料的负极；插入在所述正极与所述负极之间的隔膜；以及所述非水性电解液。包括根据本发明的电解液添加剂的二次电池可以具有改善的高温输出特性。

技术领域

下面的公开内容涉及一种电解液添加剂和在非水性电解液中包含所述电解液添加剂的锂二次电池。

背景技术

随着信息和通信工业的最新发展，电子设备变得更小、更轻、更薄和更便携。因此，对用作这些电子设备的电源的电池的高能量密集的需求在不断增长。由于锂二次电池最能够满足这些要求，因此，正在积极地进行对其的研究。

锂二次电池包括阴极、阳极、在阴极与阳极之间提供锂离子的移动路径的电解液，以及隔膜。当锂离子在阴极和阳极中嵌入和脱嵌时，通过氧化和还原反应产生电能。

锂二次电池的平均放电电压为约3.6V至3.7V，表现出放电电压高于其它碱性电池和镍镉电池的优点。为了得到这种高驱动电压，需要在0V至4.2V的充电-放电电压范围内电化学稳定的电解液组合物。

在锂二次电池的初始充电时，由诸如锂金属氧化物等的阴极活性材料产生的锂离子迁移至诸如石墨类材料等的阳极活性材料，并且嵌入在阳极活性材料的层之间。此处，由于锂是高反应性的，因此，它在阳极活性材料(如石墨类材料)的表面处与电解液和构成阳极活性材料的碳反应，从而导致产生诸如Li₂CO₃、Li₂O或LiOH的化合物。这些化合物在阳极活性材料的表面上形成固体电解质界面(SEI)膜。

SEI膜充当离子隧道并且仅允许锂离子通过。由于SEI膜具有离子隧道的作用，因此，它阻止与电解液中的锂离子一起移动的具有高分子量的有机溶剂分子插入到阳极活性材料的层之间，从而防止阳极结构被破坏。因此，可以防止电解液与阳极活性材料之间的接触，由此，不发生电解液的劣化并且可逆地保持电解液中的锂离子的量，从而能够稳定地保持充电/放电。

在现有技术中，在使用不含有电解液添加剂的电解液或含有特性差的电解液添加剂的电解液的情况下，由于形成不均匀的SEI膜，因此难以期望实现锂离子二次电池的寿命特性的改善。此外，即使当包含电解液添加剂时，如果电解液添加剂的量不能调节至所需要的量，仍会遇到在高温或高电压反应的过程中电解液添加剂引起阴极表面的劣化或电解液的氧化反应的问题，最终导致二次电池的不可逆容量损失的增加，并且寿命特性劣化。

发明内容

技术问题

本发明的一个实施方案旨在提供一种新型电解液添加剂。

本发明的另一实施方案旨在提供一种锂二次电池，包括：使用阴极活性材料的阴极；使用阳极活性材料的阳极；插入在所述阴极与所述阳极之间的隔膜；以及含有本发明的电解液添加剂的非水性电解液。

技术方案

为了解决上述问题，本发明提供一种电解液添加剂，包含：阴离子与Cs⁺或Rb⁺的盐，所述阴离子来自含有氮原子的化合物；以及用于形成涂膜的锂化合物。

本发明提供一种非水性电解液，包含：锂盐、非水性有机溶剂和所述电解液添加剂。

另外，本发明提供一种锂二次电池，包括：使用阴极活性材料的阴极；使用阳极活性材料的阳极；插入在所述阴极与阳极之间的隔膜；以及上述非水性电解液。

有益效果