用于鋰電池電解質(zhì)的添加劑、有機(jī)電解質(zhì)溶液和鋰電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于鋰電池電解質(zhì)的添加劑、包括所述添加劑的有機(jī)電解質(zhì)溶液和包括所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的鋰電池，所述用于鋰電池電解質(zhì)的添加劑包括由下式1表示的基于二磺內(nèi)酯的化合物，其中，在式1中，A1、A2、A3和A4各自獨(dú)立地為取代或未取代的C1-C5亞烷基；羰基；或亞硫酰基。
【專利說明】用于結(jié)電池電解質(zhì)的添加劑、有機(jī)電解質(zhì)溶液和結(jié)電池
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年9月24日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請 No. 10-2013-0113480的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，將其內(nèi)容通過參考全部引入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式涉及用于裡二次電池的電解質(zhì)的添加劑、包括所述 添加劑的有機(jī)電解質(zhì)溶液和包括所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的裡電池。

【背景技術(shù)】
[0004] 裡電池用作便攜式電子裝置例如便攜式攝像機(jī)、移動(dòng)電話和膝上型計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng) (能）源。裡二次電池是W高的倍率可再充電的并具有高的每單位重量的能量密度（為常 規(guī)的鉛蓄電池、媒-領(lǐng)（Ni-Cd)電池、媒-氨電池或媒-鋒電池的約3倍高）。
[0005] 在高的驅(qū)動(dòng)電壓下運(yùn)行的裡電池與對裡為高度反應(yīng)性的含水電解質(zhì)溶液是不相 容的。由于該原因，裡電池通常使用有機(jī)電解質(zhì)溶液。有機(jī)電解質(zhì)溶液可通過將裡鹽溶解 于有機(jī)溶劑中制備。適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑在高的電壓下可為穩(wěn)定的，可具有高的離子電導(dǎo)率、高 的介電常數(shù)和低的粘度。
[0006] 在裡電池中使用基于碳酸醋的極性非水溶劑可在初始充電期間導(dǎo)致負(fù)極（和/或 正極）與電解質(zhì)溶液之間的副反應(yīng)，并相應(yīng)地導(dǎo)致使用過量電荷的不可逆反應(yīng)。
[0007] 所述不可逆反應(yīng)可在負(fù)極的表面上產(chǎn)生純化層例如固體電解質(zhì)界面（SEI)層。 SEI層可防止電解質(zhì)的分解并且還用作離子通道。SEI層的穩(wěn)定性越高且SEI層的電阻越 低，裡電池壽命可越長。
[0008] 所述不可逆反應(yīng)還可在正極的表面上形成保護(hù)層。保護(hù)層可防止電解質(zhì)溶液的分 解并且還用作離子通道。保護(hù)層在高溫下的穩(wěn)定性越高，裡電池壽命可越長。
[0009] 多種添加劑用于使SEI層和/或保護(hù)層穩(wěn)定。然而，當(dāng)使用常規(guī)的添加劑時(shí)，SEI 層在高溫下可傾向于惡化。即，SEI層和/或保護(hù)層在高溫下可具有差的穩(wěn)定性。
[0010] 因此，存在對于用于形成在高溫下具有改善的穩(wěn)定性的SEI層和/或保護(hù)層的有 機(jī)電解質(zhì)溶液的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)方面涉及新型的用于裡電池的電解質(zhì)的添 加劑。
[0012] 本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)方面涉及包括所述添加劑的有機(jī)電解質(zhì)溶 液。
[0013] 本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)方面涉及包括所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的裡電 池。
[0014] 額外的方面將在隨后的描述中部分地闡明，且部分地將從所述描述明晰，或者可 通過所提供的實(shí)施方式的實(shí)踐獲悉。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，用于裡電池電解質(zhì)的添加劑包括由下式1表 示的基于二賴內(nèi)醋的化合物：
[001引 式1
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 用于鋰電池電解質(zhì)的添加劑，其包括由式1表示的基于二磺內(nèi)酯的化合物： 式1
其中ApA2、A3和A4各自獨(dú)立地為取代或未取代的C1-C5亞烷基；羰基；或亞硫?；?br> 2. 權(quán)利要求1的添加劑，其中Ai、A2、A3和A4的至少一個(gè)為未取代的C1-C5亞烷基或被 如下的一個(gè)或多個(gè)取代的取代的C1-C5亞烷基：未取代的或鹵素取代的C1-C20烷基；未取 代的或鹵素取代的C2-C20烯基；未取代的或鹵素取代的C2-C20炔基；未取代的或鹵素取 代的C3-C20環(huán)烯基；未取代的或鹵素取代的C3-C20飽和雜環(huán)基團(tuán)；未取代的或鹵素取代 的C6-C40芳基；未取代的或鹵素取代的C2-C40雜芳基；或包括一個(gè)或多個(gè)雜原子的極性 官能團(tuán)。
3. 權(quán)利要求1的添加劑，其中VA2、A3和A4的至少一個(gè)為未取代的C1-C5亞烷基或被 如下取代的取代的C1-C5亞烷基：鹵素、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、叔丁基、三氟甲基、 四氣乙基、苯基、蔡基、四氣苯基、批略基、或批陡基。
4. 權(quán)利要求2的添加劑，其中所述取代的C1-C5亞烷基被包括一個(gè)或多個(gè)雜原子的 極性官能團(tuán)取代，所述極性官能團(tuán)選自：-F、-Cl、-Br、-1、-C( = 0)0R16、-OR16、-0C( = 0) OR16、-R15OC( = 0)OR16、-C( = 0)R16、-R15C( = 0)R16、-OC( = 0)R16、-R15OC( = 0)R16、-C(= 0)-0-C( = 0)R16、-R15C( =o)-o-c( =o)r16、-sr16、-r15sr16、-ssr16、-r15ssr16、-s(= 0)R16、-R15S( = 0)R16、-R15C( =S)R16、-R15C( =S)SR16、-R15SO3R16' -S03R16、-NNC( =S)R16、-R15NNC( =S)R16、-R15N=C=S、-NC0、-R15-NCO' -N02、-R15NO2' -R15SO2R16' -S02R16、
7
R11和R15各自獨(dú)立地為未取代的或鹵素取代的C1-C20亞燒基；未取代的或鹵素取代的C2-C20亞烯基；未取代的或鹵素取代的C2-C20亞炔基；未取代的或鹵素取代的C3-C12亞 環(huán)烷基；未取代的或鹵素取代的C6-C40亞芳基；未取代的或鹵素取代的C2-C40亞雜芳基； 未取代的或鹵素取代的C7-C15亞烷芳基；或未取代的或鹵素取代的C7-C15亞芳烷基；和 R12、R13、R14和R16各自獨(dú)立地為氫；鹵素；未取代的或鹵素取代的C1-C20燒基；未取代 的或鹵素取代的C2-C20烯基；未取代的或鹵素取代的C2-C20炔基；未取代的或鹵素取代 的C3-C12環(huán)烷基；未取代的或鹵素取代的C6-C40芳基；未取代的或鹵素取代的C2-C40雜 芳基；未取代的或鹵素取代的C7-C15烷芳基；未取代的或鹵素取代的C7-C15三烷基甲硅 烷基；或未取代的或鹵素取代的C7-C15芳烷基。
5.權(quán)利要求1的添加劑，其中所述基于二磺內(nèi)酯的化合物由式2或3之一表不：
其中&、B2、B3和B4各自獨(dú)立地為-C(E1) (E2)-;羰基；或亞硫?；?，D2、D3、D5和D6 為-C(E1) (E2)-，D1和D4各自獨(dú)立地為-C(E1) (E2)羰基；或亞硫?；?，其中E1和E2各自 獨(dú)立地為氫；鹵素；未取代的或鹵素取代的C1-C20燒基；未取代的或鹵素取代的C2-C20烯 基；未取代的或鹵素取代的C2-C20炔基；未取代的或鹵素取代的C3-C20環(huán)烯基；未取代的 或鹵素取代的C3-C20飽和雜環(huán)基團(tuán)；未取代的或鹵素取代的C6-C40芳基；或未取代的或 鹵素取代的C2-C40雜芳基。
6. 權(quán)利要求5的添加劑,其中E1和E2各自獨(dú)立地為氫；1?素；未取代的或鹵素取代的 Cl-ClO烷基；未取代的或鹵素取代的C6-C40芳基；或未取代的或鹵素取代的C2-C40雜芳 基。
7. 權(quán)利要求5的添加劑，其中E1和E2各自獨(dú)立地為氫、F、Cl、Br、I、甲基、乙基、丙基、 異丙基、丁基、叔丁基、二氣甲基、四氣乙基、苯基、蔡基、四氣苯基、批略基、或批陡基。
8. 權(quán)利要求1的添加劑，其中所述基于二磺內(nèi)酯的化合物由式4或5之一表不：
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R3tl、R31 和R32 各自 獨(dú)立地為氫；鹵素；未取代的或鹵素取代的C1-C20燒基；未取代的或鹵素取代的C6-C40芳 基；或未取代的或鹵素取代的C2-C40雜芳基。
9. 權(quán)利要求8的添加齊[J，其中RpR2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、 R%、R%、R3。、R31和R%各自獨(dú)立地為義*、F、Cl、Br、I、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、叔丁基、 二氣甲基、四氣乙基、苯基、蔡基、四氣苯基、批略基或批陡基。
10. 權(quán)利要求1的添加劑，其中所述基于二磺內(nèi)酯的化合物由式6-17之一表不：

" O
11. 有機(jī)電解質(zhì)溶液，包括： 鋰鹽； 有機(jī)溶劑；和 權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)的添加劑。
12. 權(quán)利要求11的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述有機(jī)電解質(zhì)溶液包括0. 01重量％ -10重 量％的所述基于二磺內(nèi)酯的化合物。
13. 權(quán)利要求11的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述有機(jī)溶劑包括低沸點(diǎn)溶劑。
14. 權(quán)利要求11的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述有機(jī)電解質(zhì)溶液包括0. 01M-5.OM的鋰 鹽。
15. 鋰電池包括： 正極； 負(fù)極；和 權(quán)利要求11-14任一項(xiàng)的有機(jī)電解質(zhì)溶液。
16. 權(quán)利要求15的鋰電池，其中所述負(fù)極包括石墨。
17. 權(quán)利要求15的鋰電池，其中所述鋰電池具有3. 8V或更大的高電壓。
【文檔編號】H01M10/0567GK104466246SQ201410443023
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】K.馬克穆特, 金相勛, 李河林, P.A.沙圖諾弗, 趙仁行, 申又澈 申請人:三星Sdi株式會(huì)社