[发明专利]用于锂二次电池的电解液和包括其的锂二次电池

说明书

本发明提供一种用于锂二次电池的电解液和包括其的锂二次电池，其中，本发明的用于锂二次电池的电解液可提高DC‑IR特性和电池储存特性，并且可以改善高温稳定性、低温特性和寿命特性，从而有效地用于制造二次电池。

技术领域

以下公开内容涉及用于锂二次电池的电解液和包括其的锂二次电 池。

背景

近来，由于便携式电子设备已经广泛分布并且已经变得更小、更薄 和更轻，正在积极进行研究以使得用作其电源的二次电池小型化且轻量 化，同时可长时间充放电。

锂二次电池在锂离子嵌入负极和正极或从负极和正极脱嵌时通过氧 化和还原反应产生电能，并且通过使用能够嵌入和脱嵌锂离子的材料作 为负极和正极以及在负极和正极之间填充有机电解液或聚合物电解质来 制得。

目前广泛使用的有机电解液可包括碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯、二甲 氧基乙烷、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙腈等。然而，有 机电解液通常容易挥发且具有高可燃性，因此当将其应用于锂离子二次 电池时，由于过度充电或过度放电而发生内部加热时，在内部短路引起 的高温(例如着火等)下存在安全性问题。

此外，当锂二次电池初始充电时，来自作为阴极的锂金属氧化物的 锂离子移动至作为阳极的碳电极，从而嵌入碳中。此时，由于锂具有高 反应性，作为阳极活性材料的碳颗粒的表面与电解液反应，因此在阳极 的表面上形成被称为固体电解液界面(SEI)膜的涂膜。

锂二次电池的性能在很大程度上取决于有机电解液的组成和通过有 机电解液与电极之间的反应形成的SEI膜的组成。

即，所形成的SEI膜抑制了碳材料和电解液溶剂之间的副反应，例如 在作为阳极的碳颗粒的表面上的电解液的分解，防止了由于电解液溶剂 共嵌入到阳极材料中而导致的阳极材料的瓦解，并忠实地起到现有技术 的锂离子通道的作用，由此使电池性能的劣化最小化。

因此，已经尝试了各种研究以开发包含添加剂的新型有机电解液以 解决上述问题。

例如，第2002-260725号日本专利公开了一种非水锂离子电池，其能 够通过使用诸如联苯的芳香族化合物来防止过充电电流和由此导致的热 失控现象。另外，第5,879,834号美国专利公开了一种提高电池稳定性的 方法，其通过加入少量芳族化合物(如联苯、3-氯噻吩等)以在异常过电压 状态下进行电化学聚合，由此增加内电阻来实现。然而，在使用诸如联 苯等添加剂的情况下，在正常工作电压下，当局部产生较高电压时，添 加剂在充放电过程中逐渐分解，或者当电池在高温下长时间放电时，联 苯等的量逐渐降低，因此在300次循环充放电过程后，可能存在不能保证 安全性、储存特性降低等问题。

因此，仍然需要研究在保持高容量保持率的同时提高高温和低温下 的稳定性的技术。

发明内容

本发明的一个实施方案涉及提供用于具有优异的高温和低温特性、 同时适当地保持诸如高效率充放电特性、寿命特性等基本性能的锂二次 电池的电解液，以及包括其的锂二次电池。

在一个一般方面，用于锂二次电池的电解液包括：

锂盐；

非水有机溶剂；和

由以下化学式1表示的腈化合物：

[化学式1]

在化学式1中，