[发明专利]非水电解质溶液以及包括所述非水电解质溶液的锂二次电池

说明书

本发明涉及一种用于锂二次电池的非水电解质溶液，其包括能够在高温和高电压环境中抑制电解质溶液副反应的化合物；以及涉及一种锂二次电池，其中通过包括所述非水电解质溶液，循环特性和稳定性即使在高温和高电压充电期间也得以改善。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请主张在韩国知识产权局于2017年1月12日提交的韩国专利申请第2017-0005600号以及于2018年1月12日提交的韩国专利申请第2018-0004666号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于锂二次电池的非水电解质溶液，其即使在高电压环境中也可通过抑制电解质溶液副反应来改善电学特性；以及涉及一种包括所述非水电解质溶液的锂二次电池。

背景技术

近来，对于能源存储技术的兴趣已日渐增长，并且在将能源存储技术的应用延展至移动电话、摄像机、笔记本PC、乃至电动汽车的同时研发电化学装置的努力已逐步成为现实。

在这一方面，电化学装置受到最多关注，并且对这些电化学装置中的可充电二次电池产生了兴趣。特别地，在当前使用的二次电池中，于1990年代初开发的锂二次电池是焦点，因为锂二次电池可具有更高的操作电压以及显著更高的能量密度。

锂二次电池具有如下的结构：其中顺序地堆叠有正极、多孔隔板、以及负极的电极组件浸渍在含有锂盐的电解质溶液中。

正极活性材料的锂离子在充电期间被释放并嵌入至负极的活性材料层中，该活性材料层的锂离子在放电期间被释放并嵌入至正极活性材料中，并且电解质溶液充当在负极和正极之间转移锂离子的介质。

电解质溶液通常包括有机溶剂和电解质盐，其中，例如，通常使用将锂盐加入至具有高介电常数的环状碳酸酯(诸如碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯)和直链碳酸酯(诸如碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、和碳酸二甲酯)的混合溶剂中的电解质溶液。

由于主要用作电解质盐的锂盐对于水分的反应非常敏感，因此锂盐与电池中存在的水分或者在电池的制备期间存在的水分反应而形成作为一种强酸的HX(其中X＝氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、或碘(I))。特别地，由于LiPF₆锂盐在高温下不稳定，因此阴离子发生热分解而形成诸如氢氟酸(HF)之类的酸性物质。

当酸性物质存在于电池中时，酸性物质不仅可导致电池特性的下降，例如，二次电池的容量下降、寿命减少、以及电阻增加，还可导致在电池中生成气体，并因此，这可能是因锂二次电池的内压升高所致的电池厚度膨胀以及爆炸的原因。

现有技术文献

日本专利申请待审公开第2007-123097号

韩国专利申请待审公开第2014-0020328号

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供一种用于锂二次电池的非水电解质溶液，所述非水电解质溶液包括能够抑制由锂盐分解所导致的副产物的形成的添加剂。

本发明的另一方面提供一种锂二次电池，在其中通过包括所述非水电解质溶液，循环特性和稳定性即使在高温和高电压充电期间也得以改善。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种非水电解质溶液，包括：

可离子化的锂盐；

有机溶剂；以及

由式1表示的化合物：