[发明专利]用于可再充电的电池的非水电解质溶液、具有其的可再充电的电池

说明书

提供了用于可再充电的电池的非水电解质溶液、具有其的可再充电的电池，所述用于可再充电的电池的非水电解质溶液包括电解质盐，其对于电解质溶液具有大于或等于约2.0M(mol/L)且小于或等于约5.0M(mol/L)的浓度；和包含环状碳酸酯的溶剂，其中包含环状碳酸酯的溶剂包括基础溶剂和环状碳酸酯，其中基于基础溶剂和环状碳酸酯的总体积，包含的环状碳酸酯的量为约1体积％至约15体积％，包含环状碳酸酯的溶剂包括与来自电解质盐的电离离子配位的配位溶剂和不与电解质盐的电离离子配位的游离溶剂，并且游离溶剂具有的由拉曼光谱测定的游离溶剂的峰面积比在大于或等于约1％且小于或等于约25％的范围内。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月20日在日本专利局提交的日本专利申请号2018-028127和于2018年8月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2018-0102159的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于非水电解质可再充电的电池的电解质溶液和非水电解质可再充电的电池。

背景技术

非水电解质可再充电的电池，比如可再充电的锂离子电池被广泛地用作便携式设备，比如笔记本电脑(note PC)和移动电话的电源。此外，可再充电的锂离子电池作为适用于xEV，诸如电动汽车和混合动力汽车的电源已经引起人们的关注。本文，适用于xEV的可再充电的锂离子电池需要高容量和长循环寿命，因为必须确保与传统汽油发动机汽车的性能相当。此外，适用于xEV的可再充电的锂离子电池需要具有快速充电特性(高倍率充电/放电)，以便在与汽油发动机汽车加油时间相当的时间内完成充电。

[专利文件1]日本专利特许公开公布号2014-241198

[非专利文件1]Wang J，等人，‘Supercocentrated electrolytes for a high-voltage lithium-ion battery.’，Nature Communications，2016，7th，12032

发明内容

近年来，对非水电解质可再充电的电池的性能改良提出了新的要求，并因此对提高电解质溶液中的电解质盐的浓度进行了研究。专利文件1和非专利文件1公开了增加锂盐的浓度。作为一种增加锂盐浓度的方法，有一种使电解质溶液的大部分溶剂与离子配位的方法。也就是说，可降低游离溶剂(不与电解质溶液的离子配位的溶剂)的浓度。因此，可改善电解质溶液的电化学稳定性。但是，如果简单地增加电解质盐的浓度，则会增加电解质溶液的粘度，并因此使得循环寿命劣化。因此，本发明提供了用于非水电解质可再充电的电池的电解质溶液和可再充电的锂离子电池，其中电解质溶液的粘度降低，同时电解质溶液的游离溶剂的浓度保持在低水平。

实施方式提供了用于可再充电的电池的非水电解质溶液，其包括电解质盐，其对于电解质溶液具有大于或等于约2.0M(mol/L)且小于或等于约5.0M(mol/L)的浓度；和包含环状碳酸酯的溶剂，其中包含环状碳酸酯的溶剂包括基础溶剂和环状碳酸酯，其中基于基础溶剂和环状碳酸酯的总体积，环状碳酸酯的含量为约1体积％至约15体积％，包含环状碳酸酯的溶剂包括与来自电解质盐的电离离子配位的配位溶剂和不与来自电解质盐的电离离子配位的游离溶剂，并且游离溶剂具有的由拉曼光谱测定的游离溶剂的峰面积比在大于或等于约1％且小于或等于约25％的范围内。

游离溶剂的峰面积比是拉曼光谱测定的游离溶剂的峰面积相对于游离溶剂的峰面积和配位溶剂的峰面积的总面积的比率，并且峰面积是由峰分离处理分离的峰和预定的基线包围的面积。

因此，电解质盐的浓度可大于或等于约2.3M(mol/L)且小于或等于约3.0M(mol/L)。

环状碳酸酯可包括碳酸乙二酯(EC)、碳酸亚乙烯酯(VC)和氟代碳酸乙二酯(FEC)中的至少一种。