[发明专利]锂二次电池用电解质

说明书

本发明提供了一种锂二次电池用电解质，其包括：浓度为1.6M至5M的锂盐；低聚物混合物，其包含含有式1表示的单元的第一低聚物和含有式2表示的单元的第二低聚物；和有机溶剂。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2018-0095688号的权益，通过援引将其公开内容完整并入本文。

技术领域

本发明涉及一种锂二次电池用电解质，更特别地，涉及一种通过使用高浓度的锂盐而使离子电导率和机械强度得到改善同时容量特性优异的锂二次电池用电解质。

背景技术

锂二次电池的应用已经从如手机、笔记本电脑、数码相机和摄像机等便携式设备的电源迅速扩展到如电动工具、电动自行车、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(插电式HEV、PHEV)等大中型设备的电源。随着这些应用领域的扩大和需求的增加，电池的外观和尺寸也以各种方式变化。为了满足这些需求，电池组件必须能够在大电流条件下实现稳定的电池性能。

锂离子二次电池的制备如下：使用能够将锂离子嵌入和脱嵌的材料作为负极和正极，在两个电极之间选择性地包括隔膜，并在两个电极之间设置电解质，其中，由锂离子嵌入正极和负极并从中脱嵌的过程引起的氧化和还原反应产生或消耗电。

随着近来应用领域的扩展，锂二次电池的利用和重要性已经逐渐提高，并且特别地，在诸如HEV/PHEV等要求高输出的环境中，需要改善电池的输出特性。电池的输出特性是在给定电压下可以流过多大电流的度量，其中，通常，当电流增加时，能够从电池获得的输出趋于在开始先增加然后在达到最大值后减少。这与极化现象有关，其原因是当电流增加至高于一定值时电池电压降低，并且在给定电压范围内可获得的容量也降低。由于极化现象与锂离子的扩散速率和电池的内阻有关，因此有必要改善锂离子的扩散速率和导电性，以改善电池的输出特性。

近来，作为改善电池的输出特性的方法，已经设计了以下方法：通过使用含有高浓度锂盐的电解质来增加锂离子产率(Li⁺转移数)和锂离子的解离度，从而改善电池的输出特性。

由于使用高浓度的锂盐不仅改善了电池的输出特性，而且减少了未与锂离子结合的游离溶剂的量，因此还可以改善高温安全性。具体地，在对电池充电的情况下，由于锂可能从正极活性材料中脱嵌，电池会处于结构不稳定的状态，其中，当电池暴露于高温条件下时，可产生氧自由基，同时其结构崩塌。由于在这种情况下产生的氧自由基具有非常高的反应性，因此氧自由基可以与未与锂离子结合的游离溶剂反应，从而引起放热反应。在这种情况下，如果在电解质中使用高浓度锂盐，则可以减少游离溶剂的量，并且可以抑制放热反应，从而提高电池的高温安全性。

然而，在使用高浓度锂盐的情况下，电解质的粘度增加。在这种情况下，按照斯托克斯定律，电解质中的离子的迁移率与电解质的粘度成反比，因此电解质的离子电导率可能会降低。

另外，在使用凝胶聚合物电解质的情况下，必须通过使其机械强度高于一定水平来维持电池的安全性高于一定水平。

因此，需要一种锂二次电池用电解质，其可以通过使用高浓度的锂盐来保持电池的离子电导率高于预定的水平并还可以具有优异的电池机械强度，同时改善电池的输出特性、容量特性和高温安全性。

(专利文献1)韩国专利申请公报10-2016-0040127号

发明内容

[技术问题]

本发明的一个方面提供了一种锂二次电池用电解质，其可以通过使用高浓度的锂盐来改善机械强度和高温安全性，同时改善锂二次电池的输出特性和容量特性。

[技术方案]