[发明专利]锂二次电池电解液及包含其的锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂二次电池电解液及包含其的锂二次电池，更具体地，涉及一种包含环内含有亚硫酸酯基(sulfitegroup)的杂环化合物的锂二次电池电解液及包含其的锂二次电池。

背景技术

近来，随着移动电子设备的广泛普及，并随着这些移动电子设备的小型化、薄膜化及轻量化，人们正在对作为移动电子设备的电源使用的二次电池的小型化和轻量化，以及能够使电池长时间充放电方面进行广泛地研究。

锂二次电池是通过锂离子在所述正极及负极中进行插入及脱离时的氧化、还原反应而产生电能，因此，通过将可插入及脱离锂离子的物质作为负极及正极使用，并且在所述正极和负极之间，填充有机电解液或聚合物电解液来制备锂二次电池。

目前广泛使用的有机电解液可以列举如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二甲氧基乙烷、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或乙腈等。但是，这些有机电解液通常容易挥发，并且易燃性高，因此，在将其适用于锂离子二次电池时，因过充电、过放电而引起内部发热时，会发生由内部短路而引起着火等高温下安全性问题。

并且，锂二次电池在最初充电时，从正极锂金属氧化物中流出的锂离子移动至负极碳电极，并嵌入到碳中，此时，由于锂的反应性强，因此，作为负极活性物质的碳粒子的表面和电解质进行反应，从而在负极表面上形成一种称为固体电解质界面(SolidElectrolyteInterface；SEI)膜的被膜。

锂二次电池的性能主要受到有机电解液结构和通过所述有机电解液和电极的反应而形成的所述SEI膜的影响。

即，形成的SEI不仅能够抑制碳材料和电解液溶剂的副反应，例如，在负极碳粒子的表面上抑制电解液的分解，并且防止因电解液溶剂共嵌入(co-intercalation)负极材料而引起的负极材料的崩塌，而且还通过准确可靠地执行作为现有锂离子通道的作用，从而使电池性能的降低最小化。

因此，为了解决上述问题，人们正尝试对于开发一种包含添加剂的新型有机电解液的多种研究。

例如，日本专利JP2002260725公开了一种使用诸如联苯(biphenyl)的芳香族化合物而能够防止过充电电流及由此引起的热失控现象的非水类锂离子电池。此外，美国专利5,879,834中也记载了一种通过添加少量的联苯、3-氯噻吩(3chlorothiophene)等芳香族化合物来使得在非正常的过电压状态下以电化学方式聚合而增加内电阻，从而用于提高电池安全性的方法。

然而，在用于获得容量维持率高，并且提高高温及低温下的安全性方面仍然需要进行研究。

【现有技术文献】

【专利文献】

(专利文献1)日本专利JP2002-260725

(专利文献2)美国专利5,879,834号

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明提供一种良好地维持高倍率充放电特性、寿命特性等基本性能，并且高温及低温特性优异的锂二次电池电解液及包含其的锂二次电池。

解决技术问题的技术手段

本发明提供一种锂二次电池电解液，本发明的锂二次电池电解液包含锂盐；非水性有机溶剂；以及用下述化学式1表示的化合物：

[化学式1]

所述化学式1中，

R¹至R⁴相互独立地为氢、氰基、羟基、卤素、卤代(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基、(C1-C10)烷氧基羰基、(C3-C12)环烷基、(C3-C12)杂环烷基、(C6-C12)芳基、(C3-C12)杂芳基或(C6-C12)芳基(C1-C10)烷基，

A为-(CR³R⁴)_n-，n为1至4的整数。

优选地，根据本发明一实施例的所述化学式1可以表示为下述化学式2或3：

[化学式2]

[化学式3]

所述化学式2或3中，

R¹¹至R¹⁶相互独立地为氢、氰基、羟基、卤素、卤代(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基、(C1-C10)烷氧基羰基、(C3-C12)环烷基、(C3-C12)杂环烷基、(C6-C12)芳基、(C3-C12)杂芳基或(C6-C12)芳基(C1-C10)烷基。