[发明专利]用于锂二次电池的非水电解质和具有其的锂二次电池

说明书

本发明提供了用于二次电池的非水电解质和具有其的二次电池。锂离子二次电池能够降低电解质的粘度同时将电解质的游离溶剂保持在低浓度。用于二次电池的非水电解质包括电解质盐、第一溶剂和第二溶剂，所述电解质盐具有约0.5M(mol/L)至约3.8M(mol/L)的电解质盐浓度，所述第一溶剂具有的电解质盐的溶解度范围为约100g至约400g，所述第二溶剂具有的电解质盐的溶解度小于或等于约1g，其中第一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，并且由拉曼光谱测定的游离溶剂的峰面积比小于约20％。

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2018-02812 6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10-2018-0093240的优先权和权益，二者的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二次电池的电解质和非水电解质二次电池。

背景技术

非水电解质二次电池，比如锂离子二次电池被广泛用作便携式设备，比如笔记本电脑(note PC)和移动电话的电源。此外，锂离子二次电池作为适用于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。本文中，适用于xEV的锂离子二次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的锂离子二次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

[专利文件2]

国际公布号2011/142276

[非专利文件1]

Wang J，等人，‘Supercocentrated electrolytes for a high-voltagelithium-ion battery.’， Nature Communications，2016，7th，12032

发明内容

近年来，对非水电解质二次电池的性能改良提出了新的要求，并因此对提高电解质中的电解质盐浓度进行了研究。专利文件1和非专利文件1公开了提高锂盐的浓度。作为一种提高锂盐的浓度的方法，有一种使电解质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(不与电解质的离子配位的溶剂)的浓度。因此，可提高电解质的电化学稳定性。但是，如果简单地提高电解质盐的浓度，则增加了电解质的粘度，并因此使循环寿命劣化。因此，本发明提供了一种用于非水电解质二次电池的电解质和锂离子二次电池，其中降低了电解质的粘度，同时电解质的游离溶剂的浓度保持在低水平。

一个实施方式提供了用于非水电解质二次电池的电解质，该电解质包括电解质盐、第一溶剂和第二溶剂，其中电解质盐以约0.5M(mol/L)至约3.8M(mol/L)的浓度包括在电解质中，第一溶剂具有的电解质盐的溶解度范围为约100g至约400g，第二溶剂具有的电解质盐溶解度小于或等于约1g，第一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，并且由拉曼光谱测定的游离溶剂的峰面积比小于约20％。

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。

电解质盐可以以约1.7M(mol/L)至约3.0M(mol/L)的浓度包括在电解质中。

电解质盐可包括锂盐。

第一溶剂可包括碳酸二甲酯(DMC)、乙酸乙酯(EA)、丙酸甲酯(MP)和乙酸甲酯(MA)中的至少一种。