[发明专利]用于高电压应用的包含氟化电解质和正电极材料的锂钴氧化物二次蓄电池

权利要求书

1.一种具有高于或等于4.4V的工作电压的液体电解质锂二次蓄电池单元，包括：

-正电极，所述正电极包含由以下化学式表示的粉末状正活性材料：

Li_1-x(Co_1-a-b-cNi_aMn_bM_c)_1+xO₂，其中-0.01≤x≤0.01、0.00≤a≤0.09、0.01≤b≤0.05并且0.00≤c≤0.03，其中M是Al、Mg、Ti和Zr中的任何一种或多种金属；以及

-电解质组合物，所述电解质组合物包含：

1)5.0％至17.0％的非氟化环状碳酸酯，和0.5％至10％的氟化环状碳酸酯，

2)70.0％至95.0％的氟化无环羧酸酯，

3)至少一种电解质盐，

4)0.10％至5.0％的锂硼化合物，

5)0.20％至10.0％的环状硫化合物，以及

6)任选地至少一种环状羧酸酐，

所有百分比都是相对于所述电解质组合物的总重量按重量计表示的。

2.根据权利要求1所述的电解质组合物，其中所述非氟化环状碳酸酯具有式(I)或(II)

其中R₁至R₆独立地选自氢、C₁至C₃-烷基、C₂至C₃-烯基，或C₂至C₃-炔基基团。

3.根据权利要求2所述的电解质组合物，其中所述非氟化环状碳酸酯选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙基丙基亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯、碳酸二甲基亚乙烯酯以及它们的混合物，优选地是碳酸亚丙酯。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电解质组合物，其中所述氟化环状碳酸酯具有式(I)或(II)

其中R₁至R₆中的至少一个是氟或C₁至C₃-氟代烷基、C₂至C₃-氟代烯基、C₂至C₃-氟代炔基基团。

5.根据权利要求4所述的电解质组合物，其中所述氟化环状碳酸酯选自4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮；4-氟-4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮；4-氟-5-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮；4-氟-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮；4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮；4,5-二氟-4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮；4,5-二氟-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮；4,4-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮；4,4,5-三氟-1,3-二氧戊环-2-酮；4,4,5,5-四氟-1,3-二氧戊环-2-酮；以及它们的混合物；优选地是4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮。

6.根据权利要求4或5所述的电解质组合物，其中所述氟化环状碳酸酯以相对于所述电解质组合物的总重量按重量计在0.5％至10％、优选地0.8％至10％、更优选地1％至10％、更优选地2％至10％、甚至更优选地3％至10％的范围内的量存在于所述电解质组合物中。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电解质组合物，其中所述氟化无环羧酸酯由下式表示：

R¹-COO-R²

其中

i)R¹是H、烷基基团或氟代烷基基团；

ii)R²是烷基基团或氟代烷基基团；

iii)R¹和R²中的任一者或两者包含氟；并且

iv)R¹和R²作为一对包含至少两个碳原子但不超过七个碳原子。