實施方式涉及用于可再充電鋰電池的電解液和包括其的可再充電鋰電池。

背景技術(shù)：

高科技電子學(xué)最近的發(fā)展使得電子設(shè)備變得更小并且重量更輕，這使得便攜式電子設(shè)備的增加。作為這種便攜式電子設(shè)備的電源，對于具有高能量密度的電池的需求逐漸增加并且正在進(jìn)行可再充電鋰電池的研究。

可通過將電解液注入電極組件來制造可再充電鋰電池，所述電極組件包括正極(包括能夠嵌入/解嵌鋰的正極活性物質(zhì))和負(fù)極(包括能夠嵌入/解嵌鋰的負(fù)極活性物質(zhì))。電解液可包括溶解鋰鹽并且可決定可再充電鋰電池的穩(wěn)定性和性能的有機(jī)溶劑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施方式涉及用于可再充電鋰電池的電解液和包括其的可再充電鋰電池。

本發(fā)明的實施方式可通過提供用于可再充電鋰電池的電解液來實現(xiàn)，該電解液包括鋰鹽；有機(jī)溶劑；和添加劑，其中添加劑包括lipo2f2和由下述化學(xué)式1表示的化合物：

化學(xué)式1

其中，在化學(xué)式1中，r¹至r⁷各自獨(dú)立地是氫原子、取代的或未取代的c1至c30烷基、取代的或未取代的c1至c30烴氧基、取代的或未取代的c2至c30烯基、取代的或未取代的c2至c30炔基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)烷基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)烯基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)炔基，或取代的或未取代的c6至c30芳基，并且k是0或1。

基于用于可再充電鋰電池的電解液的總重量(100wt％)，存在的由化學(xué)式1表示的化合物的量可以是約0.5wt％至約3wt％。

基于用于可再充電鋰電池的電解液的總重量，存在的由化學(xué)式1表示的化合物的量可以是約1wt％至約2wt％。

基于用于可再充電鋰電池的電解液的總重量，存在的lipo2f2的量可以是約0.5wt％至約1.5wt％。

基于100重量份的lipo2f2，存在由化學(xué)式1表示的化合物的量可以是約50重量份至約300重量份。

由化學(xué)式1表示的化合物可以由下述化學(xué)式2或3中的一個表示：

化學(xué)式2

化學(xué)式3

其中，在化學(xué)式2和3中，r¹可以是氫原子、取代的或未取代的c1至c30烷基、取代的或未取代的c1至c30烴氧基、取代的或未取代的c2至c30烯基、取代的或未取代的c2至c30炔基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)烷基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)烯基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)炔基，或取代的或未取代的c6至c30芳基。

在化學(xué)式2和3中，r¹可以是氫原子，取代的或未取代的c1至c10烷基、取代的或未取代的c1至c10烴氧基、取代的或未取代的c2至c10烯基，或取代的或未取代的c2至c10炔基。

有機(jī)溶劑可包括基于碳酸酯的化合物和基于碳酸酯的化合物之外的其他基于酯的化合物(簡稱其他基于酯的化合物)。

由化學(xué)式1表示的化合物可以由下述化學(xué)式1a至1h中的一個表示：

化學(xué)式1a

化學(xué)式1b

化學(xué)式1c

化學(xué)式1d

化學(xué)式1e

化學(xué)式1f

化學(xué)式1g

化學(xué)式1h

實施方式可通過提供包括根據(jù)實施方式所述的正極、負(fù)極和電解液的可再充電鋰電池來實現(xiàn)。

正極可包括由化學(xué)式4表示的正極活性物質(zhì)：

化學(xué)式4

lianibecgdo2

其中，在化學(xué)式4中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0.001≤d≤0.1，e是co、mn或其組合，并且g是al、cr、mn、fe、mg、la、ce、sr、v或其組合。

附圖說明

通過結(jié)合附圖詳細(xì)描述示例性實施方式，特征將對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的，其中：

圖1圖解了顯示根據(jù)一種實施方式的可再充電鋰電池的分解透視圖，

圖2圖解了顯示根據(jù)實施例1和比較實施例1至3的可再充電鋰電池單元產(chǎn)生的初始eis的圖，和

圖3圖解了顯示根據(jù)實施例1和比較實施例1至3的可再充電鋰電池單元放置30天之后產(chǎn)生的eis的圖。

具體實施方式

現(xiàn)在下文將參考附圖更充分描述實例實施方式；但是，它們可以以不同的形式實施并且不應(yīng)解釋為限于本文闡釋的實施方式。而是，提供這些實施方式，使得本公開內(nèi)容將是充分和完整的，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)示例性實施。

在附圖中，為了圖解清楚，可以將層和區(qū)域的尺寸放大。還應(yīng)理解，當(dāng)層或元件被稱為在另一層或元件“上”時，它可直接在另一層或元件上，或還可以存在間插層。另外，還應(yīng)理解，當(dāng)層被稱為在兩層“之間”時，它可以是兩層之間的唯一層，或還可以存在一個或多個間插層。遍及附圖，相同的參考數(shù)值指相同的元件。

如本文所使用，當(dāng)沒有另外提供定義時，術(shù)語“取代的”指化合物的氫被選自下述的取代基取代：鹵素(f、br、cl或i)、羥基、烴氧基、硝基、氰基、氨基、疊氮基、脒基、肼基、亞肼基、羰基、氨甲?；?、硫醇基、酯基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、c1至c20烷基、c2至c20烯基、c2至c20炔基、c6至c30芳基、c7至c30芳基烷基、c1至c4烴氧基、c1至c20雜烷基、c3至c20雜芳基烷基、c3至c30環(huán)烷基、c3至c15環(huán)烯基、c6至c15環(huán)炔基、c2至c20雜環(huán)烷基和其組合。

如本文所使用，當(dāng)沒有另外提供定義時，術(shù)語“雜”指包括選自n、o、s和p的1至3個雜原子。

下文，闡釋根據(jù)一個實施方式的用于可再充電鋰電池的電解液。

根據(jù)本實施方式的電解液可包括鋰鹽、有機(jī)溶劑和添加劑。

添加劑可包括例如由化學(xué)式1表示的化合物和lipo2f2。

[化學(xué)式1]

在化學(xué)式1中，r¹至r⁷各自可獨(dú)立地為或包括例如氫原子、取代的或未取代的c1至c30烷基、取代的或未取代的c1至c30烴氧基、取代的或未取代的c2至c30烯基、取代的或未取代的c2至c30炔基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)烷基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)烯基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)炔基或取代的或未取代的c6至c30芳基。

k可以是0或1。

用于可再充電鋰電池的電解液可包括例如作為添加劑的由化學(xué)式1表示的化合物和lipo2f2。因此，電解液可有助于控制dc-ir(直流內(nèi)阻)增長率在預(yù)定的水平并且可有助于抑制在高溫下放置之后的電阻，并且因此可有助于提高電池的穩(wěn)定性。

在一種實施中，添加劑可包括由化學(xué)式1表示的一種或多種類型的環(huán)狀磺酸酯化合物。當(dāng)化學(xué)式1中的k為0時，化合物包括5元環(huán)結(jié)構(gòu)，和當(dāng)k為1時，化合物包括6元環(huán)結(jié)構(gòu)。

在一種實施中，由化學(xué)式1表示的化合物可以由下述化學(xué)式2或化學(xué)式3中的一個表示。

[化學(xué)式2]

[化學(xué)式3]

在化學(xué)式2和3中，r¹可以是或可包括例如氫原子、取代的或未取代的c1至c30烷基、取代的或未取代的c1至c30烴氧基、取代的或未取代的c2至c30烯基、取代的或未取代的c2至c30炔基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)烷基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)烯基、取代的或未取代的c3至c30環(huán)炔基，或取代的或未取代的c6至c30芳基。

在一種實施中，在化學(xué)式2和3中，r¹可以是或可包括例如氫原子、取代的或未取代的c1至c10烷基、取代的或未取代的c1至c10烴氧基、取代的或未取代的c2至c10烯基，或取代的或未取代的c2至c10炔基。

在一種實施中，由化學(xué)式1表示的化合物可以由化學(xué)式1a至1h中的一個表示。

[化學(xué)式1a]

[化學(xué)式1b]

[化學(xué)式1c]

[化學(xué)式1d]

[化學(xué)式1e]

[化學(xué)式1f]

[化學(xué)式1g]

[化學(xué)式1h]

在一種實施中，基于用于可再充電鋰電池的電解液的總重量(100wt％)，電解液中存在的由化學(xué)式1表示的環(huán)狀磺酸酯化合物的量可以是約0.5wt％至約3wt％，例如約1wt％至約2wt％。當(dāng)使用或包括的環(huán)狀磺酸酯化合物在該范圍內(nèi)時，可以獲得抑制當(dāng)在高溫下放置時的電阻的卓越效果。

如上述，添加劑可包括由化學(xué)式1表示的化合物和lipo2f2。由此，可以進(jìn)一步提高當(dāng)在高溫下放置時電池的穩(wěn)定性。

至于添加劑中組分的比例，基于100重量份的lipo2f2，存在的由化學(xué)式1表示的化合物的量可以是例如約50重量份至約300重量份。

在一種實施中，基于用于可再充電鋰電池的電解液的總重量(100wt％)，存在的lipo2f2的量可以是約0.5wt％至約1.5wt％，例如約0.5wt％至約1.5wt％。

作為電解液組分，有機(jī)溶劑可包括例如基于碳酸酯的化合物、其他基于酯的化合物、基于醚的化合物、基于酮的化合物、基于醇的化合物或其組合。在這些中，從有助于控制溶劑的粘度的角度，可以混合基于碳酸酯的化合物和其他基于酯的化合物。

基于碳酸酯的化合物可包括例如碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙丙酯(epc)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸乙二酯(ec)、碳酸丙二酯(pc)、碳酸丁二酯(bc)或其組合。

其他基于酯的化合物可包括例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁內(nèi)酯、癸內(nèi)酯、戊內(nèi)脂、甲羥戊酸內(nèi)酯、己內(nèi)酯等。在這些中，丙酸乙酯是具有低粘度的溶劑，并由此可結(jié)合基于碳酸酯的化合物使用，并且由此有助于調(diào)節(jié)粘度。

在一種實施中，基于碳酸酯的化合物和其他基于酯的化合物可以以約10:0至約5:5，例如約10:0至約7:3的體積比混合。因此，添加劑作為基于碳酸酯的化合物與其他基于酯的化合物的混合物以及僅僅基于碳酸酯的化合物可具有各種應(yīng)用。另外，當(dāng)在該體積比范圍內(nèi)混合時，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整溶劑的粘度，可以獲得取決于電池目的的卓越電池性能。

基于醚的化合物可包括例如二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二甲氧基乙烷、2-甲基四氫呋喃、四氫呋喃等?；谕幕衔锟砂ɡ绛h(huán)己酮等?；诖嫉幕衔锟砂?，例如。乙醇、異丙醇等。

有機(jī)溶劑可進(jìn)一步包括基于芳族烴的溶劑以及基于碳酸酯的溶劑。基于碳酸酯的溶劑和基于芳族烴的溶劑可以以約1:1至約30:1的體積比混合在一起。

基于芳族烴的有機(jī)溶劑可以是由化學(xué)式5表示的基于芳族烴的化合物。

[化學(xué)式5]

在化學(xué)式5中，r1至r6相同或不同并且選自氫、鹵素、c1至c10烷基、鹵代烷基和其組合。

基于芳族烴的有機(jī)溶劑的具體實例可以選自苯、氟苯、1,2-二氟苯、1,3-二氟苯、1,4-二氟苯、1,2,3-三氟苯、1,2,4-三氟苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、碘苯、1,2-二碘苯、1,3-二碘苯、1,4-二碘苯、1,2,3-三碘苯、1,2,4-三碘苯、甲苯、氟甲苯、2,3-二氟甲苯、2,4-二氟甲苯、2,5-二氟甲苯、2,3,4-三氟甲苯、2,3,5-三氟甲苯、氯甲苯、2,3-二氯甲苯、2,4-二氯甲苯、2,5-二氯甲苯、2,3,4-三氯甲苯、2,3,5-三氯甲苯、碘甲苯、2,3-二碘甲苯、2,4-二碘甲苯、2,5-二碘甲苯、2,3,4-三碘甲苯、2,3,5-三碘甲苯、二甲苯和其組合。

電解液可進(jìn)一步包括碳酸亞乙烯酯或由化學(xué)式6表示的基于碳酸乙二酯的化合物的添加劑以改善循環(huán)壽命。

[化學(xué)式6]

在化學(xué)式6中，r7和r8相同或不同，并且可各自獨(dú)立地為氫、鹵素、氰基(cn)、硝基(no2)或c1至c5氟烷基，條件是r7和r8的至少一個是鹵素、氰基(cn)、硝基(no2)或c1至c5氟烷基，并且r7和r8不同時是氫。

基于碳酸乙二酯的化合物的的實例包括碳酸二氟乙二酯、碳酸氯乙二酯、碳酸二氯乙二酯、碳酸溴乙二酯、碳酸二溴乙二酯、碳酸硝基乙二酯、碳酸氰基乙二酯、碳酸氟代乙二酯等。

用于改善循環(huán)壽命的添加劑的量可以在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)靈活使用。

另外，電解液可進(jìn)一步包括基于腈的添加劑，比如丁二腈、己二腈或其組合。

作為電解液組分，鋰鹽可以被溶解在有機(jī)溶劑中和可用作電池中的鋰離子源。因此，鋰鹽可以起到使可再充電鋰電池基本運(yùn)轉(zhuǎn)并且促進(jìn)鋰離子在正極和負(fù)極之間移動的作用。

鋰鹽可包括例如lipf6、libf4、lisbf6、liasf6、lin(so3c2f5)2、lic4f9so3、liclo4、lialo2、lialcl4、lin(cxf2x+1so2(cyf2y+1so2)(其中x和y是自然數(shù)，例如1至20的整數(shù))、licl、lii、lib(c2o4)2(雙草酸硼酸鋰(libob))、雙(氟磺酰)亞胺鋰(lifsi)、或其組合。

鋰鹽的濃度可以為例如約0.1m至約2.0m。當(dāng)鋰鹽的濃度在該范圍內(nèi)時，電解液可具有適當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率和粘度，并且因此可有效移動鋰離子并且顯示卓越的電解液性能。

在一種實施中，電解液的粘度可以小于或等于約8cp，例如小于或等于約5cp或約4至約5cp。當(dāng)電解液具有在該范圍內(nèi)的粘度時，可以獲得卓越的電池性能，和尤其卓越的倍率性能。

在一種實施中，電解液的離子電導(dǎo)率可以大于或等于約5ms/cm，例如，約5ms/cm至約12ms/cm或約6ms/cm至約9ms/cm。當(dāng)電解液具有在該范圍內(nèi)的離子電導(dǎo)率時，可以獲得卓越的循環(huán)壽命特征。

在一種實施方式中，電解液可進(jìn)一步包括碳酸氟乙二酯、libf4、雙草酸硼酸鋰和丁二腈。

下文中，參考圖1描述了包括電解液的可再充電鋰電池。

圖1圖解了根據(jù)一種實施方式的可再充電鋰電池的分解透視圖。圖1顯示了根據(jù)一種實施方式的棱柱狀可再充電鋰電池。在一種實施中，根據(jù)實施方式的可再充電鋰電池可具有各種形狀比如圓柱形或袋型。

參考圖1，根據(jù)一種實施方式的可再充電鋰電池100可包括電極組件40(其中隔板30被插入正極10和負(fù)極20之間)，和殼體50(容納電極組件40)。正極10、負(fù)極20和隔板30可以浸漬在電解液中。

電解液可以與上述相同。

正極可包括集電器和在集電器上形成的正極活性物質(zhì)層。正極活性物質(zhì)層可包括正極活性物質(zhì)，和任選地粘合劑和導(dǎo)電材料。

集電器可包括例如al(鋁)。

正極活性物質(zhì)可包括可逆地嵌入和解嵌鋰離子的鋰化的嵌入化合物。在一種實施中，可以使用鋰與金屬鈷、錳、鎳或其組合的至少一種氧化復(fù)合材料，并且其實例可以是由下述化學(xué)式表示的化合物：

liaa1-btbd2(0.90≤a≤1.8并且0≤b≤0.5)；liae1-btbo2-cdc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；liae2-btbo4-cdc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；liani1-b-ccobtcdα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α≤2)；liani1-b-ccobtco2-αlα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；liani1-b-ccobtco2-αl2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；liani1-b-cmnbtcdα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α≤2)；liani1-b-cmnbtco2-αlα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；liani1-b-cmnbtco2-αl2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；lianibecgdo2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0.001≤d≤0.1)；lianibcocmndgeo2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，0.001≤e≤0.1)；lianigbo2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；liacogbo2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；liamngbo2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；liamn2gbo4(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；qo2；qs2；liqs2；v2o5；liv2o5；liuo2；linivo4；li(3-f)j2(po4)3(0≤f≤2)；li(3-f)fe2(po4)3(0≤f≤2)；和lifepo4。

在上述化學(xué)式中，a可以是ni、co、mn或其組合；t可以是al、ni、co、mn、cr、fe、mg、sr、v、稀土元素或其組合；d可以是o、f、s、p或其組合；e可以是co、mn或其組合；l可以是f、s、p或其組合；g可以是al、cr、mn、fe、mg、la、ce、sr、v或其組合；q可以是ti、mo、mn或其組合；u可以是cr、v、fe、sc、y或其組合；并且j可以是v、cr、mn、co、ni、cu或其組合。

例如，正極活性物質(zhì)可以是由lianibecgdo2表示的材料(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0.001≤d≤0.1，e是co、mn或其組合，并且g是al、cr、mn、fe、mg、la、ce、sr、v或其組合)。

在一種實施中，正極活性物質(zhì)可包括例如氧化鋰鈷、鋰鎳鈷錳氧化物、鋰鎳鈷鋁氧化物或其組合。

粘合劑可有助于改善正極活性物質(zhì)顆粒彼此的結(jié)合特性以及與集電器的結(jié)合特性。粘合劑的實例可以是聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、二乙酰纖維素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、包含環(huán)氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨基甲酸酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯酸化苯乙烯-丁二烯橡膠、環(huán)氧樹脂、尼龍等，但不限于此。

導(dǎo)電材料可有助于改善電極的電導(dǎo)率。不引起化學(xué)變化的適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料可用作導(dǎo)電材料。導(dǎo)電材料的具體實例可以是基于碳的材料，比如天然石墨、人工石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑(ketjenblack)、登卡黑(denkablack)、碳纖維等；包括銅、鎳、鋁、銀等的金屬粉末或金屬纖維的基于金屬的材料；導(dǎo)電聚合物比如聚亞苯基衍生物；或其混合物。負(fù)極可包括集電器和在集電器上形成的負(fù)極活性物質(zhì)層。

在一種實施中，集電器可以是銅箔。

在一種實施中，負(fù)極活性物質(zhì)層可包括負(fù)極活性物質(zhì)，并且任選地可進(jìn)一步包括粘合劑和/或?qū)щ姴牧稀?/p>

在一種實施中，負(fù)極活性物質(zhì)可包括可逆地嵌入/解嵌鋰離子的材料、鋰金屬、鋰金屬合金、能夠摻雜和去摻雜鋰或過渡金屬氧化物的材料。

可逆地嵌入/解嵌鋰離子的材料可以是碳材料，其為任何常用的基于碳的負(fù)極活性物質(zhì)。

能夠摻雜和去摻雜鋰的材料可包括si、siox(0<x<2)、si-c復(fù)合材料、si-y’合金(其中y’是選自堿金屬、堿土金屬、第13至16族元素、過渡金屬、稀土元素和其組合的元素，并且不是si)、sn、sno2、sn-c復(fù)合材料、sn-y合金(其中y是選自堿金屬、堿土金屬、第13至16族元素、過渡金屬、稀土元素和其組合的元素，并且不是sn)等，并且這些中的至少一種可以與sio2混合。元素y’可以選自mg、ca、sr、ba、ra、sc、y、ti、zr、hf、rf、v、nb、ta、db、cr、mo、w、sg、tc、re、bh、fe、pb、ru、os、hs、rh、ir、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、b、al、ga、sn、in、tl、ge、p、as、sb、bi、s、se、te、po和其組合。

粘合劑可幫助改善負(fù)極活性物質(zhì)顆粒彼此的結(jié)合特性和與集電器的結(jié)合特性。

粘合劑包括非水溶性粘合劑、水溶性粘合劑或其組合。非水溶性粘合劑包括聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、包含環(huán)氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨基甲酸酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺或其組合。

水溶性粘合劑包括苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯酸化苯乙烯-丁二烯橡膠、聚丙烯酸鈉、丙烯和c2至c8烯烴的共聚物、(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物或其組合。

當(dāng)水溶性粘合劑用作負(fù)極粘合劑時，可以進(jìn)一步使用基于纖維素的化合物來提供粘度。

基于纖維素的化合物包括羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素或其堿金屬鹽中的一種或多種。堿金屬可以是na、k或li?；?00重量份的負(fù)極活性物質(zhì)，包括的基于纖維素的化合物的量可以是約0.1重量份至約3重量份。

導(dǎo)電材料可有助于改善電極的電導(dǎo)率。不引起化學(xué)變化的適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料可用作導(dǎo)電材料。包括導(dǎo)電材料以提供電極電導(dǎo)率。任何導(dǎo)電材料可用作導(dǎo)電材料，除非它引起化學(xué)變化。導(dǎo)電材料的實例包括基于碳的材料比如天然石墨、人工石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纖維等；包括銅、鎳、鋁、銀等的金屬粉末或金屬纖維的基于金屬的材料；導(dǎo)電聚合物比如聚亞苯基衍生物；或其混合物。

可通過包括如下的方法制造正極和負(fù)極：混合每種活性物質(zhì)、粘合劑和導(dǎo)電材料以提供活性物質(zhì)組合物，和將該組合物涂覆在集電器上。溶劑可包括例如n-甲基吡咯烷酮等。當(dāng)粘合劑為水性粘合劑時，溶劑可以是水。

隔板可包括將負(fù)極與正極隔離并且為鋰離子提供運(yùn)輸通道的適當(dāng)?shù)牟牧?。例如，隔板可對于離子運(yùn)輸具有低阻力并且對于電解液具有卓越的浸漬。例如，其可以選自玻璃纖維、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(ptfe)或其組合。其可具有無紡織物或編織物的形式。

包括上述電解液的可再充電鋰電池可展示卓越的穩(wěn)定性以及改善電池性能，比如在高溫下放置的特征。

提供下述實施例和比較實施例以便突出一種或多種實施方式的特征，但是應(yīng)當(dāng)理解，實施例和比較實施例不應(yīng)被解釋為限制實施方式的范圍，并且比較實施例也不應(yīng)被解釋為落在實施方式的范圍之外。此外，應(yīng)當(dāng)理解，實施方式不限于實施例和比較實施例中描述的具體細(xì)節(jié)。

可再充電鋰電池單元的制造

實施例1

將licoo2、聚偏氟乙烯和炭黑以96:2:2的重量比投入n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶劑中，制備漿料。將漿料涂布在鋁(al)薄膜上并且干燥，制造正極。

另外，將石墨、羧甲基纖維素和苯乙烯-丁二烯橡膠以98:1:1的重量比投入蒸餾水中，制備漿料。將漿料涂布在銅箔上并且然后干燥和壓縮，制造負(fù)極。

電解液具有下述組分。

(電解液組分)

鹽：1.5mlipf6

溶劑:碳酸乙二酯:碳酸甲乙酯:碳酸二甲酯(體積比＝2:1:7)

添加劑i：8wt％的碳酸氟代乙二酯(fec)、0.2wt％的libf4、1wt％的雙草酸硼酸鋰(libob)和0.5wt％的丁二腈(sn)

添加劑ii：1wt％的lipo2f2和1wt％的由下述化學(xué)式1a表示的化合物。

這里，電解液組合物中的“wt％”是基于電解液的總重量。

[化學(xué)式1a]

使用制造的正極和負(fù)極、電解液和由聚乙烯材料制造的隔板，制造可再充電鋰電池單元。

比較實施例1

除了不添加lipo2f2和由化學(xué)式1a表示的化合物的任一種以外，即省略添加劑ii，根據(jù)與實施例1相同的方法制造可再充電鋰電池單元。

比較實施例2

除了不添加，即省略添加劑ii中的lipo2f2，和僅添加2wt％的由化學(xué)式1a表示的化合物以外，根據(jù)與實施例1相同的方法制造可再充電鋰電池單元。

比較實施例3

除了不使用，即省略添加劑ii中由化學(xué)式1a表示的化合物，和僅添加2wt％的lipo2f2以外，根據(jù)與實施例1相同的方法制造可再充電鋰電池單元。

評估1：eis測量

測量根據(jù)實施例1和比較實施例1至3的可再充電鋰電池單元的電化學(xué)阻抗譜(eis)。

通過使用10⁶hz至0.1hz的范圍內(nèi)的穩(wěn)壓裝置測量電化學(xué)阻抗譜(eis)。

結(jié)果提供在圖2和3中。

圖2圖解了顯示根據(jù)實施例1和比較實施例1至3的可再充電鋰電池單元的初始eis結(jié)果的圖，圖3圖解了顯示根據(jù)實施例1和比較實施例1至3的可再充電鋰電池單元在高溫下放置30天之后的eis結(jié)果的圖。

參考圖2和3，根據(jù)實施例1的包括lipo2f2和由化學(xué)式1a表示的化合物的可再充電鋰電池單元在高溫下放置30天之后的電阻受到的抑制最多。本文，高溫為60℃。eis圖中半圓的直徑指示在高溫下放置之后正極和負(fù)極的界面上的電阻，并且半圓的直徑越小指示電阻越小。

評估2：dc-ir

測量根據(jù)實施例1和比較實施例1至3的可再充電鋰電池單元的dc-ir。

通過使用穩(wěn)壓裝置測量實施例1和比較實施例1至3的可再充電鋰電池單元的初始容量和dc-ir。隨后，使得根據(jù)實施例1和比較實施例1至3的可再充電鋰電池單元在60℃下放置20天，并且測量它們的保留容量、恢復(fù)容量和dc-ir，并且根據(jù)計算1獲得它們的dc-ir增長率(％)。

[計算1]

1.電池在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下以1a，4.2v和100ma下充電，并且然后開路放置10分鐘。

2.隨后，將電池放電(4a10秒1a10秒4a4秒)

3.在15秒和23時處測量電池的電流和電壓，并且用于計算電阻(δr＝δv/δi)，并且該電阻與參考電阻比較，計算dc-ir增長率。

隨后，獲得根據(jù)實施例1和比較實施例1至3可再充電鋰電池單元的初始平均dc-ir和放置在60℃下20天之后的每個平均dc-ir。

結(jié)果提供在表1中。

表1

參考表1，根據(jù)實施例1包括lipo2f2和由化學(xué)式1a表示的化合物的可再充電鋰電池單元在60℃下放置20天之后展示最低的dc-ir增長率和最低的平均dc-ir。

對上述進(jìn)行總結(jié)和回顧，lipf6可用作用于電解液的鋰鹽，可與電解液溶劑反應(yīng)，可促進(jìn)溶劑的消耗，并且因此可產(chǎn)生大量的氣體。lipf6可以被分解，可產(chǎn)生lif和pf5，并且因此可引起電池中電解液的消耗。因此，可影響電池在高溫下的性能和電池的安全性。

因此，本發(fā)明的電解液可有助于抑制鋰鹽的副反應(yīng)并且可有助于改善電池性能。

本發(fā)明的實施方式可提供能夠保持電池性能以及確保安全性的用于可再充電鋰電池的電解液。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可以實現(xiàn)保持性能以及確保安全性的可再充電鋰電池。

本文已經(jīng)公開了示例性實施方式，并且盡管采用了具體的術(shù)語，但是它們僅僅以通常和描述性意思使用和解釋并且不用于限制的目的。在一些情況下，如本申請所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見，結(jié)合具體實施方式描述的特征、特點和/或元件及可單獨(dú)使用或與結(jié)合其他實施方式描述的特征、特點和/或元件組合使用，除非另外具體指出。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在不背離如下面權(quán)利要求中所闡釋的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對形式和細(xì)節(jié)作出各種改變。

<符號的描述>

100：可再充電鋰電池

10：正極

20：負(fù)極

30：隔板

40：電極組件

50：殼體