[发明专利]锂离子可再充电电池用电解液及锂离子可再充电电池

说明书

对相关申请的交叉引用和优先权声明

本发明根据35U.S.C§119要求于2007年3月12日向韩国知识产权局递交的，题目为用于锂离子可再充电电池的电解液和包括该电解液的锂离子可再充电电池，申请系列号为10-2007-23997的韩国专利申请的所有权益，并引用和合并于此。

技术领域

本发明涉及一种用于锂可再充电电池的电解液，以及包括该电解液的锂可再充电电池，具体涉及一种包括非水有机溶剂、锂盐、碳酸卤代乙二酯和碳酸乙烯基乙二酯的用于锂可再充电电池的电解液，和包括该电解液的锂可再充电电池。

背景技术

电池是通过化学物质的电化学氧化/还原反应将产生的化学能转化为电能的装置。根据使用中的特性，电池可以分为原电池和二次电池，其中原电池中的相关电化学反应是不可逆的，所以用于抛弃型电池中；而二次电池是可再充电电池，其中释放能量的电化学反应易于可逆进行。

常规地，用于便携式电话、电子日程表(electronic scheduler)、腕表等的小型化和薄型化的锂可再充电电池包括作为阴极活性物质的锂金属的氧化物的混合物、作为阳极活性物质的碳材料或锂金属，以及有适量锂盐溶于有机溶剂中的电解液。

更具体地，目前使用的典型电解液包括诸如聚碳酸乙二酯和碳酸乙二酯等的环状碳酸酯与诸如碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯和碳酸二乙酯等的链状碳酸酯的混合物，和溶于所述混合物的LiPF₆。

新开发的电解液材料为两种类型，碳酸甲基乙基酯(MEC)和丙酸甲酯，自从所述锂可再充电电池商品化后便投入使用。

然而，关于电池性能改进的需求，特别是最近对具有优异的充/放电性能的需求已经增加，所以已开发出将特定化合物加入到电解液中的技术以满足这一需求。

然而，在将特定化合物加入电解液中以提高电池性能的情况下，仍存在一些问题，即：虽然电池的一些性能得到了改善，但电池的其他性能却变差了。例如，如果电解液中加入所述添加剂，会产生低温性能得到提高，而充/放电循环性能降低的问题。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种用于锂可再充电电池的改进的电解液。

根据本发明的一个方面，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐、碳酸卤代乙二酯和碳酸乙烯基乙二酯。

根据本发明的另一方面，提供一种锂可再充电电池，其包括：包含能可逆地嵌入和解嵌Li离子的阳极活性物质的阳极，包含能可逆地嵌入和解嵌Li离子的阴极活性物质的阴极，所述电解液和包含所述电解液、阳极和阴极的密封壳体。

根据本发明的又一方面，包括所述电解液的锂可再充电电池能在高温储存和低温放电时保持锂可再充电电池的特性，同时保持高容量锂可再充电电池的循环寿命。

附图说明

结合附图，参考下文的详细说明，本发明更完整的评价和许多随之而来的优点会变得显而易见并更好理解，附图中相同的附图标记指代相同或相似的部件，其中：

图1为使用根据本发明实施方式的电解液的锂可再充电电池的电池容量随充/放电循环数的增加而变化的曲线图。

具体实施方式

下文中将结合附图详细说明本发明的示例性实施方式。

根据本发明的实施方式，用于锂离子可再充电电池的电解液包括非水有机溶剂、锂盐、碳酸卤代乙二酯和碳酸乙烯基乙二酯。

非水有机溶剂可包括选自碳酸酯、酯、醚和酮中的至少一种。

关于碳酸酯，优选使用环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物。优选使用以体积比为1∶1～1∶9的比例混合的所述环状碳酸酯和链状碳酸酯，更优选的比例是1∶1.5～1∶4，以得到更好的性能。

环状碳酸酯的例子包括碳酸乙二酯(EC)、碳酸丙二酯(PC)、碳酸1，2-丁二酯、碳酸2，3-丁二酯、碳酸1，2-戊二酯和碳酸2，3-戊二酯等。其中碳酸乙二酯由于其熔点高可以与其他溶剂一起使用。在用石墨作为阳极活性物质的情况下，由于低分解电压，可不使用或减量使用碳酸丙二酯。

链状碳酸酯的例子包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲基丙基酯(MPC)、碳酸乙基甲基酯(EMC)、碳酸乙基丙基酯(EPC)等。具体来说，主要使用低粘度的碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯和碳酸二乙酯。

可以向所述碳酸酯溶剂中进一步加入芳烃有机溶剂。该芳烃有机溶剂的一个实例可以用通式3来表示：

其中R为卤素或碳原子数为1～10的烷基，q为0～6的整数。